Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-11T18:15:47Z No. of bitstreams: 1 DissLCS.pdf: 1693582 bytes, checksum: 73f4776698691607d74ee77129fd72ed (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:17:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLCS.pdf: 1693582 bytes, checksum: 73f4776698691607d74ee77129fd72ed (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:18:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLCS.pdf: 1693582 bytes, checksum: 73f4776698691607d74ee77129fd72ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T12:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLCS.pdf: 1693582 bytes, checksum: 73f4776698691607d74ee77129fd72ed (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Contamination by dyes is one of the main problems related to water and environment pollution. In recent years, the search for new alternatives for the appropriate treatment of organic wastewater compounds has intensified. This study aims to evaluate the photocatalytic activity of copper oxide nanoparticles II (CuO), as well as obtaining nanostructured magnetic and porous media for the immobilization thereof. The CuO is a p-type semiconductor that acts as a sink photogenerated electrons. In this work, the CuO has been obtained by coprecipitation,hydro and solvothermal methods, with particles sizes of approximately 15 nm, 1 μm and 1 μm respectively. The materials' photocatalytic activity have been evaluated under excitation in the visible and ultraviolet regions. In all the cases, CuO proved to be efficient for the Rhodamine B color removal in the presence of hydrogen peroxide under visible light for 1 hour; reaching over 90% of color removal effectiveness. The main factor that makes impracticable the use of photocatalysts for water treatment on a large scale is the difficulty on recovering the active material. Thus, in this study, a magnetic scaffold composed of magnetite:hydroxyapatite has been developed. Magnetite provided magnetic activity to the medium, while the hydroxyapatite was used to provide sufficient porosity to the material in order to immobilize the CuO nanoparticles. In addition, the magnetite was protected of the oxidation process and consequent magnetic activity loss. The magnetite and hydroxyapatite have been obtained by chemical coprecipitation, presenting average particles sizes of 50 and 15 nm, respectively. The magnetite:hydroxyapatite magnetic scaffold presented the desired homogeneous chemical composition, indicating a successful synthesis. The magnetic photocatalyst has been obtained by CuO impregnation on the magnetic scaffold using an ultrasonic probe-type. The photocatalyst immobilized on magnetic scaffold proved to be efficient on the color removal of Rhodamine B dye, reaching the same efficacy than pure CuO. The immobilized photocatalyst remained efficient on color removal when re-used. / A contaminação por corantes é um dos principais problemas relacionados à poluição das águas. Assim, a busca por novas alternativas para o tratamento adequado dos efluentes de compostos orgânicos tem se destacado nos últimos anos. O presente trabalho visou avaliar a atividade fotocatalítica das nanopartículas de óxido de cobre II (CuO), bem como, a obtenção de suportes magnéticos e porosos nanoestruturados para a imobilização das mesmas. Neste trabalho, o CuO foi obtido pelos métodos de coprecipitação química, hidro e solvotermal. As partículas de CuO obtidas por estes métodos apresentaram tamanhos médios de aproximadamente 15 nm, 1 μm e 1 μm, respectivamente. A atividade fotocatalítica dos materiais sintetizados foi avaliada utilizando-se radiação na região do visível e do ultravioleta. Para todos os casos, o CuO obtido mostrou-se eficiente para a remoção da cor do corante Rodamina B, na presença de peróxido de hidrogênio, sob luz visível em menos de 1 h de exposição, alcançando mais de 90% de efetividade. O principal fator que inviabiliza o uso de fotocatalisadores para tratamento de águas em grande escala, é a dificuldade de recuperação do material ativo do meio. Desta maneira, no presente trabalho foi desenvolvido um suporte magnético e poroso constituído por magnetita:hidroxiapatita. A magnetita proporcionou ao suporte a atividade magnética, enquanto a hidroxiapatita foi usada para fornecer ao material porosidade suficiente com o objetivo de imobilizar as nanopartículas de CuO, além de proteger a magnetita da oxidação e consequente perda da atividade magnética. A magnetita e a hidroxiapatita foram obtidas por coprecipitação química, apresentando diâmetros médios de partículas de 50 e 15 nm, respectivamente. O suporte constituído por magnetita:hidroxiapatita apresentou a homogeneidade esperada e foi utilizado para imobilização do fotocatalisador CuO, a partir da impregnação do mesmo. O fotocatalisador imobilizado no suporte magnético mostrou-se eficiente na remoção de cor da Rodamina B, mantendo a eficácia do CuO puro. Ao ser reutilizado, o fotocatalisador imobilizado manteve-se eficiente na remoção de cor.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of Cu-based fungicides in the cultivation of grapevines for controlling fungal diseases results in excessive accumulation of Cu in soils, which may cause nutritional problems to plants. The present work aimed to investigate the accumulation and forms of Cu in acid sandy soils cultivated with vineyards in the Campanha Gaúcha region and the biochemical and physiological responses of grapevines in productive season. The study was conducted from 2009 to 2011 in the vineyards of the cultivar Cabernet Sauvignon, grown in the Campanha Gaúcha region, municipality of Sant Ana do Livramento, RS. First, the total (CuT) and available (CuEDTA) concentration of Cu were assessed in 19 vineyards at different ages and historic of applications of Cu-based fungicides. In addition, assessments were carried out for the vertical distribution of CuT and CuEDTA, the amount of accumulated CuT per hectare and the forms of Cu in the soil (chemical fractionation) in three vineyards aged 5, 11 and 31 years of cultivation. A soil collected from an area under natural field, near the vineyards, was used for comparison purposes. In the second part of the study, concentration and accumulation of Cu in the organs of the grapevines and the concentrations of macronutrients and biochemical parameters in leaf blades were investigated in vineyards grown in soils with increasing Cu concentrations. Tissue samples were collected from vines in the 2009/2010 and 2010/2011 vegetative cycles, at various phenological stages, before and after the application of Cu-based fungicides. The results reveal that the vineyards aged over 25 years of cultivation presented average concentrations of 90 mg kg-1 of CuT in the surface layer of the soil. Approximately 77% of the total Cu accumulated in the soil is CuEDTA, and thus potentially available to plants. The main form of accumulation of Cu in the soils of the vineyards was related to the mineral fraction (bound to iron and manganese oxides), which represented 75% of CuT, followed by the organic matter that complexes only 20% of the total. No significant changes were observed in the residual fraction of Cu, with higher bond strength, which indicates the prevalence of potentially available forms. In the grapevines, increased Cu concentrations were observed in leaves, as well as evidence of oxidative stress, which were correlated with increased concentrations of Cu in soil. However, the increased availability of Cu in soils slightly affects the concentrations and content of Cu in grapevines in productive season and does not change their nutritional status. The use of Cu-based fungicides is the main determinant of increased concentration of Cu in annual organs of grapevines, especially leaves and rachis, but the residue of Cu in the berries is not related to the amount applied to the element. / No cultivo de videiras, o uso de fungicidas cúpricos para o controle das doenças fúngicas causam o acúmulo excessivo de Cu em solos, o que pode provocar alterações nutricionais às plantas. O trabalho objetivou estudar o acúmulo e formas de Cu em solos arenosos e de carácter ácidos cultivados com vinhedos na região da Campanha Gaúcha do Rio Grande do Sul e as respostas fisiológico-bioquímicas de videiras em produção. O estudo foi realizado nos anos de 2009 a 2011 em vinhedos da cultivar Cabernet Sauvignon cultivados na região da Campanha Gaúcha, município de Sant Ana do Livramento, RS. Primeiramente foram investigados os teores de Cu total (CuT) e disponível (CuEDTA) em 19 vinhedos com diferentes idades e históricos de aplicações de fungicidas a base de Cu. Além disso, também investigouse a distribuição vertical de CuT e CuEDTA, a quantidade de CuT acumulado por hectare e as formas de Cu no solo (fracionamento químico) em três vinhedos com 5, 11 e 31 anos de cultivo. Um solo coletado em uma área sob campo natural, próximo aos vinhedos, foi utilizado para fins de comparação. Na segunda parte do estudo foram avaliados os teores e acúmulo de Cu nos órgão das videiras e teores de macronutrientes e parâmetros bioquímicos em limbos foliares em vinhedos cultivados em solos com teores crescentes de Cu. As amostras de tecidos das videiras foram coletadas nos ciclos vegetativos 2009/2010 e 2010/2011, em vários estádios fenológicos, antes e também após a aplicação de fungicidas a base de Cu. Os resultados mostras que os vinhedos com mais de 25 anos de cultivo apresentaram teores médios de 90 mg kg-1 de CuT na camada superficial do solo. Do total de Cu acumulado nos solos, aproximadamente, 77% é CuEDTA, sendo portanto, potencialmente disponível para as plantas. A principal forma de acúmulo de Cu nos solos dos vinhedos foi ligada à fração mineral (ligados aos óxidos de ferro e manganês), que representou 75% do CuT, seguido pela matéria orgânica que complexa apenas 20% do total. Não foram observadas alterações importantes na fração residual de Cu, de maior força de ligação, o que indica a prevalência de formas potencialmente disponíveis. Nas videiras foram observados incrementos nos teores de Cu nas folhas e evidência de estresse oxidativo que foram correlacionados com o aumento dos teores de Cu no solo. Contudo, o aumento da disponibilidade de Cu nos solos pouco afeta os teores e o acúmulo de Cu em videiras em produção e não altera seu estado nutricional. O uso de fungicidas a base de Cu é o principal fator determinante do aumento dos teores de Cu nos órgãos anuais das videiras, especialmente, nas folhas e ráquis, mas o resíduo de Cu nas bagas não está relacionado à quantidade aplicada do elemento.