A bacia do rio Corumbataí localizada na região central do estado de São Paulo, abrange parte dos municípios de Analândia, Corumbataí, Santa Gertrudes, Rio Claro, Itirapina, Ipeúna, Charqueada e Piracicaba, durante seu percurso os rios: Passa Cinco, Ribeirão Cabeça e Ribeirão Claro, considerados seus principais afluentes, influenciam significativamente nas características de suas águas. Os testes de toxicidade vêm sendo utilizados e reconhecidos mundialmente como uma ferramenta eficaz no biomonitoramento e na avaliação da qualidade das águas e dos sedimentos. Visando avaliar e entender o decréscimo da qualidade da água e do sedimento do rio Corumbataí, após a afluência das águas do Ribeirão Claro foram analisadas amostras em cinco pontos de coleta: dois no Ribeirão Claro, dois no rio Corumbataí e um no rio São Joaquim. Foram realizados testes ecotoxicológicos com Hydra attenuata, Pseudokirchneriella subcapitata, Chironomus xanthus, Lactuca sativa e Dapnhia magna, determinações físicas, químicas e biológicas para avaliação do IQA e quantificação dos elementos químicos: Be, Al, Na, Mg, Ca, K, V, Mn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Sb, Ba, Hg, Pb, Th, Tl, U por Espectrofotometria de massas com fonte de plasma induzido (ICP-MS). As coletas ocorreram trimestralmente de Abril de 2006 a Maio de 2007. Os resultados das quantificações dos elementos químicos foram comparados aos limites determinados pela Resolução CONAMA 357/05, e observados valores de Al, Fe, Hg e Pb, acima do recomendado. As análises físicas, químicas e biológicas mostraram que o oxigênio dissolvido (OD), fósforo total, nitrogênio amoniacal, demanda bioquímica de oxigênio (DBO5dias) e os coliformes fecais estão fora dos padrões recomendados. A avaliação do IQA aponta Classificação Ruim para todas as amostras do rio São Joaquim, para o Ribeirão Claro três Ruins, uma Boa e uma Imprópria, mostrando a importância destes afluentes para a piora das águas do rio Corumbataí. Todas as amostras de água e sedimento apresentaram toxicidade para pelo menos um dos organismos utilizados, principalmente para H. attenuata, P. subcapitata e C. xanthus. A sensibilidade da H. attenuata esteve diretamente relacionada à presença dos coliformes fecais, Cu, Ag, Ni e Zn, enquanto que a da P. subcapitata esteve relacionada à presença de Zn, Na, DBO e diminuição do OD, segundo as análises estatísticas de redundância (RDA) rodadas pelo R estatístico. Os elementos químicos Al e Fe estiveram presentes nas amostras de água e sedimento, acima do recomendado pelo CONAMA para rios de Classe 2, assim como o Mn, o qual teve sua concentração elevada pelas chuvas, enquanto que os elementos Be, V, Cr, Co, Ni, As, Cu, Cd, Sb, Ba, Pb, Zn e U estiveram abaixo ou próximo aos limites. O sedimento apresentou os elementos biodisponível na seguinte ordem decrescente: Mn > Zn > Ba > Pb > Cu > V > Cr > Co > Ni > As > U > Be > Ag > Cd > Se > Hg > Sb, quando retirado o Al e o Fe. Os rios São Joaquim e Ribeirão Claro influenciaram negativamente a qualidade da água do rio Corumbataí / The Corumbataí river basin located on Central region in São Paulo State is composed by part of Anâlandia, Corumbataí, Rio Claro, Itirapina, Ipeúna, Charqueada and Piracicaba municipality. The principals affluents rivers are Passa Cinco, Ribeirão Cabeça and Ribeirão Claro that have influence on water characteristics of Corumbataí river. The toxicity test has been recommended as an efficient tool for biomonitoring and evaluation of water and sediment quality. With the aim of evaluate and understand the decrease of water and sediment qualities of Corumbataí river five sampling sites were selected: two on Ribeirão Claro river, two on Corumbataí river and one on São Joaquim river. Ecotoxicity tests were performed with Hydra attenuata, Pseudokirchneriella subcapitata, Chironomus xanthus, Lactuca sativa and Dapnhia magna. For evaluation o IQA, were carried out physical, chemical and biology determinations as well chemical elements quantification by ICP-MS, such as: Be, Al, Na, Mg, Ca, K, V, Mn, Fe, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Sb, Ba, Hg, Pb, Th, Tl and U. The water samples were collected every three mouth from April 2006 to May 2007. The chemical elements quantification results were compared with values standardized by CONAMA 357/05 Resolution. The Al, Fe, Hg e Pb concentration were over the ones recommended. The physical, chemical and biology assays showed that the dissolved oxygen, total phosphorus, ammonia nitrogen, biochemical oxygen demand and fecal coliforms were out of the standard recommendation. The IQA evaluation classified all water samples from São Joaquim River as Bad, the Ribeirão Claro three water samples were Bad, one Good and another Improper. So it showed the importance of these affluents on the decrease of Corumbatai river water quality. All the water and sediment samples showed toxicity at least for one organism tested, mainly for H. attenuata, P. subcapitata e C. xanthus. The H. attenuata sensity were directly affected by fecal coliforms, Cu, Ag, Ni and Zn, meanwhile the P. subcapitata were affect by Zn, Na, DBO and lowest level of OD, as obtained by redundancy analysis (RDA) on R statistics program. The chemical elements Al and Fe were present on water and sediment sample, over the recommend concentration of CONAMA 357/05 Resolution for rivers of Class 2 as the same for the Mn, which had high concentration after rain. On the other hand the elements Be, V, Cr, Co, Ni, As, Cu, Cd, Sb, Ba, Pb, Zn and U were below or near the limits. The sediment showed the chemical elements in this order: Mn > Zn > Ba > Pb > Cu > V > Cr > Co > Ni > As > U > Be > Ag > Cd > Se > Hg > Sb, when the Al and Fe where not considered. The São Joaquim and Ribeirão Claro rivers had a negative influence on Corumbataí river water quality

A avaliação da qualidade do ar é um assunto de grande importância uma vez que os contaminantes da atmosfera podem causar efeitos danosos à saúde e ao meio ambiente. Nos últimos anos as cascas de árvores têm sido estudadas como biomonitores da poluição atmosférica devido à facilidade de amostragem, ampla disponibilidade e resistência das espécies arbóreas quanto às variações ambientais. No presente trabalho, um estudo da poluição aérea de elementos químicos foi realizado pela análise de cascas de Tipuana (Tipuana tipu) e Sibipiruna (Poincianella pluviosa). As cascas de árvore foram coletadas em diferentes locais da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e em dois locais no interior do estado de São Paulo considerados como regiões controle. As amostras de cascas foram analisadas por meio da análise por ativação neutrônica (NAA) para a determinação de As, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Cs, Fe, K, La, Mg, Mn, Ni, Rb, Sb, Sc, V e Zn e pela espectrometria por absorção atômica com forno de grafite (GF AAS), na determinação de Cd, Cu e Pb. No controle da qualidade analítica, os resultados das análises dos materiais de referência certificados apresentaram boa exatidão, com valores de |Z score| ≤ 2. Ensaios preliminares foram realizados para estabelecer as condições experimentais adequadas para coleta e preparo das amostras das cascas de árvore. As cascas foram coletadas em todas as possíveis faces do tronco da árvore e uma espessura de 2 mm da camada superficial da casca foi ralada e homogeneizada para as análises. Os resultados indicaram variabilidade nas concentrações dos elementos nas cascas em função da proximidade e intensidade das fontes de emissão. Além disso, os resultados indicaram quatro possíveis fontes de poluentes, sendo estes, veicular, industrial, aerossol marinho e a própria composição da casca de árvore. Os fatores de enriquecimento para os elementos determinados nas cascas de árvore indicaram maiores concentrações nas amostras coletadas na RMSP do que aqueles obtidos nas regiões controle. As concentrações de As, Cd, Co, Pb e Zn obtidas nas cascas de árvores apresentaram associação com as concentrações de material particulado (MP10) medidas pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Os elementos Cl, Co, Mg e Ni das cascas, apresentaram correlação com as taxas de mortalidade por doenças cardiorrespiratórias em adultos. Os resultados deste estudo indicam a viabilidade do uso de cascas de árvores em estudos de poluição atmosférica de elementos químicos, especialmente nas regiões em que não há sistema de monitoramento da poluição do ar. / The assessment of air quality is a matter of great importance since the pollutants of the atmosphere can cause harmful effects to health and the environment. In recent years tree barks have been studied as biomonitors of atmospheric pollution due to their easy of sampling, wide availability and resistance to environmental variations. In the present study on aerial pollution of chemical elements, the analyses of Tipuana (Tipuana tipu) and Sibipiruna (Poincianella pluviosa) tree barks were performed. The tree barks were collected at different sites in the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP) and in two small cities of São Paulo state considered as control regions. The bark samples were analyzed by neutron activation analysis (NAA) for As, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Cs, Fe, K, La, Mg , Mn, Ni, Rb, Sb, Sc, V, and Zn determinations and by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) for Cd, Cu and Pb. In the analytical quality control, the certified reference materials results presented good accuracy, with values of |Z score| ≤ 2. Preliminary tests were performed to establish adequate experimental conditions for collection and preparation of the tree barks samples. The barks were collected in all possible faces of the tree trunk and a thickness of 2 mm of the bark surface layer was grated and homogenized for the analyses. Data analyses of the samples indicated variability in the element concentrations depending on the proximity and intensity of the emission sources. Furthermore, these results indicated four possible pollutants sources, those being, vehicular plus soil resuspension, industrial, marine aerosols and the tree bark composition itself. Enrichment factors obtained for the elements determined in tree barks indicated higher concentrations in samples collected in the MRSP than those obtained in the control regions. The As, Cd, Co, Pb and Zn concentrations found in tree barks presented an association with the concentrations of particulate matter (PM10) measured at the Environmental Company of the State of São Paulo (CETESB). In the following elements, Cl, Co, Mg and Ni found in tree barks there was a correlation with mortality rates due to cardiorespiratory diseases in adults. The findings of this study indicated the viability of the use of tree barks in air pollution studies of chemical elements, especially in those regions in which there is no air pollution monitoring network system.

Este trabalho tem por objetivo analisar as concepções a respeito de átomos e elementos químicos, expressas pelo químico russo Dmitri I. Mendeleev (1834 - 1907). Para isso, recorremos a textos desse autor que foram traduzidos para o inglês, principalmente seu livro didático Principles of Chemistry, mas também os artigos \"An Attempt to Apply to Chemistry one of The Principles of Newton\"s Natural Philosophy\", (1889) e \"An Attempt towards a chemical conception of the ether\", (1902). No decorrer do século XIX, a hipótese atômica formulada por Dalton, e elaborada por outros químicos, ainda não era unanimemente aceita pela comunidade científica. Nesse contexto, observamos que Mendeleev se alinhava aos autores que tinham reservas quanto à realidade física dos átomos. Para compreender seus motivos, é importante considerar que os primeiros estudos científicos de Mendeleev se referiam aos chamados \"compostos indefinidos\", isto é, compostos que não obedeciam à lei das proporções múltiplas de Dalton. Mendeleev reconhecia que a hipótese atômica explicava uma série de fenômenos químicos, mas não era capaz de explicar os compostos indefinidos. Por outro lado, Mendeleev propôs uma clara distinção entre os conceitos de elemento químico e de corpo simples. Os elementos seriam entidades abstratas, portadoras da individualidade química, ideia considerada fundamental por Mendeleev e que o conduziu à formulação da lei periódica. Nos escritos analisados, Mendeleev fez uso, de maneira recorrente, da analogia entre o sistema solar e as moléculas. Nessa analogia, os planetas remetem à ideia de individualidade, essencial para a compreensão do conceito de elemento químico; mas, ao mesmo tempo, não remetem à ideia de indivisibilidade física - o ponto da hipótese atômica que por muito tempo foi objeto de descrença por parte de Mendeleev. / This work aims to analyze the concepts of atom and chemical elements, as presented in the writings of the Russian chemist Dmitri I. Mendeleev, (1834 - 1907). In this analysis were used English translations of Mendeleev\"s texts, especially his textbook Principles of Chemistry, but also the papers \"An Attempt to Apply to Chemistry one of The Principles of Newton\'s Natural Philosophy\", (1889) and \"An Attempt Towards a chemical conception of the ether\", (1902). During the nineteenth century, the atomic hypothesis, proposed by Dalton and elaborated by other chemists, was not unanimously accepted by the scientific community. In this context, one may note that Mendeleev was aligned with authors who had reservations about the physical reality of atoms. To understand his reasons, it is important to consider that the first scientific researches performed by Mendeleev were on the so-called indefinite compounds, that is, compounds that did not obey Dalton\"s law of multiple proportions. Mendeleev recognized that the atomic hypothesis explained a series of chemical phenomena, but it could not explain indefinite compounds. Moreover, Mendeleev proposed a clear distinction between the concepts of chemical elements and simple bodies. Elements were abstract entities with chemical individuality, a crucial idea to Mendeleev that led him to the proposition of the periodic law. In the analyzed texts, Mendeleev used, on a recurring basis, the analogy between the solar system and molecules. In this analogy, planets relate to the idea of individuality, which is essential to understand the concept of chemical element, but at the same time does not refer to the idea of physical indivisibility - the point of the atomic hypothesis that has long been subject to disbelief by Mendeleev.

O leite é um alimento completo. Contém micronutrientes, aminoácidos, ácidos graxos em proporções adequadas à nutrição humana. Sua composição pode ser simplificadamente dividida em água, lipídios, glicídios, proteínas e sais minerais. Todavia, a composição do leite não é absoluta. Fatores como raça, sistema de produção, alimentação e clima podem influenciar a qualidade do produto final. Os reflexos da globalização na agropecuária leiteira brasileira resultaram na implantação da Rede Brasileira de Laboratórios Centralizados da Qualidade de Leite (RBQL). A Instrução Normativa nº 51 (IN51), que faz parte do Programa Nacional de Melhoria da Qualidade do Leite (PNMQL), aprovou os regulamentos técnicos de produção, identidade e qualidade do leite tipo A, do leite tipo B, do leite tipo C, do leite pasteurizado e do leite cru refrigerado e o regulamento técnico da coleta de leite cru refrigerado e seu transporte. Cabe à indústria leiteira brasileira, cujo leite é predominantemente oriundo das raças Holandesa, Gir, Girolanda, Jersey, Pardo Suíço e Guzerá, garantir a qualidade do produto comercializado. O desenvolvimento de um sistema de medição confiável é primordial no campo industrial, científico e comercial. Assim sendo, a proposta desse trabalho foi avaliar quimicamente marcas de leite comercial UHT bovino, com diferentes quantidades de gordura e de diferentes unidades federativas do Brasil comprados no comércio da cidade de Piracicaba SP e comparar os valores determinados com os reportados pelos fabricantes na tabela de \"Informações Nutricionais\" nas embalagens, além de investigar a potencialidade da INAA na quantificação química da matriz alimentar em questão. Outro objetivo desse trabalho foi comparar quimicamente o leite oriundo de tanques de resfriamento do estado de Minas Gerais com tanques de resfriamento do estado do Rio Grande do Sul e comparar quimicamente o leite amostrado diretamente de animais de quatro propriedades do estado de São Paulo, fazendo inferências aos limites estabelecidos pela IN51, as legislações vigentes nacional e internacionalmente. Realizou-se também análise exploratória de algumas fontes de nutrientes na alimentação de gado bovino. Com os resultados, observou-se que a preparação das amostras e os procedimentos para a INAA foram empregados com sucesso para a determinação de Br, Ca, Co, Cs, Fe, K, Na, Rb e Zn. Em relação ao comparativo dos valores determinados com os valores declarados pelos fabricantes, Ca apresentou uma tendência dos valores medidos serem menores que os informados, diferentemente do ocorrido com o Na. Dos 16 elementos químicos quantificados pela INAA e ICP-MS, 10 apresentaram diferenças significativas (p < 0,01) entre as propriedades rurais do estado de Minas Gerais e do estado do Rio Grande do Sul. Dos elementos químicos que foram quantificados pela INAA, Br, Cs, K e Rb já foram mencionados em trabalhos desenvolvidos no Laboratório de Radioisótopos como importantes para a discriminação de sistema de produção de diversas culturas. Para o estudo do leite oriundo dos animais, os valores médios determinados para os parâmetros da qualidade, atendiam os limites estabelecidos pela IN51. Para os 16 elementos químicos determinados pela INAA e ICP-MS, Co e Mn foram os únicos em que não se verificaram diferenças significativas (p < 0,05) entre as quatro propriedades pelo teste das comparações múltiplas de Tukey. Pela análise de agrupamento, constatou-se que a raça é primordial para a separação dos grupos, entretanto, o sistema de produção também deve ser levado em consideração. Em relação aos limites máximos de tolerância (LMT) estabelecidos pela legislação brasileira e que possuem valores específicos para leite, verificou-se que As não excedeu os limites máximos estabelecidos, contudo, atenção deve ser dada aos elementos químicos Cr e Se por possuírem valores médios superiores aos LMT. Através dos resultados das frações de massa de volumosos e concentrados, destinados à alimentação de gado bovino, foi possível diferenciar a matriz da fonte de nutriente, bem como a origem / Milk is a complete food. It contains micronutrients, aminoacids, and fatty acids in adequate amounts for human intake. In a simple way, its composition can be divided into water, lipids, lactose, proteins and mineral salts. The composition of milk, however, is not an absolute one. Features such as breed, production system, nourishment and climate can affect the final product quality. The reflex of globalization on the Brazilian dairy husbandry resulted in the creation of the Brazilian Network of Milk Quality Central Laboratories (Rede Brasileira de Laboratórios Centralizados de Qualidade de Leite - RBQL). The Normative Instruction 51 (IN51), a constituent part of the National Milk Quality Improvement Program (PNMQL) has approved the technical regulations of production, identity and quality of type-A milk, type-B milk, type-C milk, pasteurized milk, and refrigerated raw milk as well as the technical regulation for refrigerated raw milk collecting and transportation. The Brazilian dairy industry, with milk mostly deriving from breeds Holandesa, Gir, Girolanda, Jersey, Pardo Suiço and Guzera, is in charge of insuring the quality of the commercialized product. Developing a reliable measuring system is essential in the industrial, scientific and commercial fields. Thus, the aim of this work is to chemically evaluate the brands of commercial UHT bovine milk with different amounts of fat and from different states of Brazil, purchased in the city of Piracicaba, state of São Paulo, and compare the established values with those informed by the manufacturers in the \"Nutritional Facts\" table in the packages labels, in addition to investigating the INAA potentiality in the chemical quantification of the respective feeding matrix. Another goal was to chemically compare the milk deriving from cooling tanks in the state of Minas Gerais and those from cooling tanks in the state of São Paulo, thus inferring on the limits established by the IN51, the national and international legislations in force. Also an exploratory analysis of a few nutrient sources of bovine cattle feeding was observed. The results indicated that the sample preparation and INAA procedures were successfully employed to determine Br, Ca, Co, Cs, Fe, K, Na, Rb and Zn. As to the comparison between the established values and those stated by the manufacturers, the Ca values tended to be lower than the informed ones, unlike what happened to Na. Out of 16 chemical elements quantified by INAA and ICP-MS, 10 showed significant differences (p < 0.01) between the rural properties in the state of Minas Gerais and those in the state of Rio Grande do Sul. Out of the chemical elements quantified by INAA, Br, Cs, K and Rb have already been pointed in works developed at the Laboratory of Radioisotopes as important to discriminate the production system of several crops. In the study of animal-derived milk, the mean values determined for the quality parameters met the limits established by the IN51. For the 16 chemical elements determined by INAA and ICP-MS, Co and Mn were the only ones showing no significant differences (p < 0.05) among all four properties by the Tukey multiple comparison test. Through the cluster analysis the breed was verified to be essential to the separation of groups, however, the production system is also to be taken into account. As to the maximum tolerance limits (MTL) established by the Brazilian legislation and having specific values for milk, the As did not exceed the maximum limits established, yet, attention must be paid to Cr and Se since their mean values are beyond the MTL. The mass fraction results determined in roughages and concentrates for bovine cattle feeding made possible the distinction of the nutrient source matrix and their origin

O Estado de São Paulo é caracterizado por um mosaico de paisagens formado por fisionomias vegetais como a floresta de restinga, a floresta ombrófila densa, a floresta estacional semidecidual e o cerradão, representadas, respectivamente, pelas unidades de conservação Parque Estadual Ilha do Cardoso, Parque Estadual Carlos Botelho, Estação Ecológica dos Caetetus e Estação Ecológica de Assis. Mesmo protegidas legalmente, essas áreas ocorrem, na maior parte, em regiões bastante alteradas pela ação antrópica. As epífitas, especialmente as bromélias, respondem diretamente a essas intervenções, sendo interessantes para diversos estudos ambientais. As bromélias apresentam estratégias diferenciadas para a absorção de elementos químicos a partir da serrapilheira depositada no tanque (bromélia-tanque) ou diretamente da atmosfera (bromélia atmosférica). Entretanto, o emprego dessas plantas para estudos de qualidade ambiental é comprometido por etapas da análise química, principalmente relativas à amostragem e à contaminação da superfície das folhas com material particulado. De acordo com o procedimento usual, a amostragem envolve a retirada de diversas plantas, acarretando possíveis danos aos ecossistemas. Por essa razão, a proposta desse trabalho consiste em uma metodologia inovadora de amostragem denominada sustentável, em que são retirados discos de folhas das bromélias sem a necessidade de remoção das rosetas das áreas estudadas. Considerando as diferentes formações vegetacionais, a diversidade de bromeliáceas, as características nutricionais das plantas epifíticas e a problemática de amostragem de bromélias nativas em unidades de conservação, este presente trabalho teve como objetivos específicos (I) a avaliação da composição química de bromélias nos diversos tipos vegetacionais, (II) a avaliação da composição química das diferentes espécies de bromélias, (III) a avaliação da contribuição dos modos nutricionais do tipo tanque e atmosférico e dos modos de crescimento epifítico e terrícola para a composição química de folhas de bromélias (IV) a avaliação do efeito da lavagem sobre a composição química das folhas, (V) a comparação dos resultados da amostragem sustentável com aqueles da amostragem usual e (VI) a avaliação da variabilidade da composição química dos diferentes terços das folhas e terços da planta. A análise por ativação neutrônica instrumental (INAA) foi empregada por permitir a determinação simultânea de diversos elementos químicos em elevado nível metrológico. Para cada estudo realizado, as amostras tiveram preparo específico, permitindo a análise por INAA. As bromélias apresentaram diferenças quanto à composição química entre as unidades de conservação, embora não tenha sido verificada um padrão único de distribuição dos elementos químicos, corroborando composição química inerente de cada espécie. Bromélias-tanque mostraram maiores concentrações dos elementos químicos essenciais. As folhas das plantas estudadas apresentaram concentrações levemente maiores no modo epifítico quando comparadas com aquelas crescendo sobre o solo. Os resultados obtidos demostraram a necessidade de um procedimento de lavagem para minimizar a influência de material particulado sobre as concentrações de elementos químicos nas folhas. A nova amostragem sustentável promoveu resultados comparáveis, principalmente para o terço inferior, com a amostragem usual. Ainda, aumentou-se a confiabilidade dos resultados dada a redução do número de etapas do preparo de amostras proporcionado por esta metodologia de amostragem / The State of São Paulo, Brazil, is characterized by a mosaic of landscapes formed by diverse vegetational types as restinga forest, dense ombrophilous forest, seasonal semideciduous forest and savanna woody, respectively represented by the conservation units Parque Estadual Ilha do Cardoso, Parque Estadual Carlos Botelho, Estação Ecológica dos Caetetus and Estação Ecológica de Assis. These units are legally protected, although occurring mostly in areas highly modified by anthropogenic impacts. Epiphytes, especially bromeliads, directly respond to these impacts, being interesting for environmental studies. Bromeliads have different strategies for the uptake of chemical elements from the litterfall deposited in the tank (tank bromeliad) or from the atmosphere (atmospheric bromeliad). Many steps of the chemical analysis affect the application of these plants for environmental quality studies, including sampling and leaf surface contamination with particulate matter. According to the usual procedure, sampling depends on the removal of several rosettes, which may cause impacts on the ecosystem. Therefore, the proposal of this work consists in a novel sampling methodology, named \"sustainable\", in which small disks of bromeliad leaves are collected without removing rosettes from the studied areas. Considering the different vegetation, the bromeliad diversity, the nutritional characteristics of epiphytic plants and the problem of sampling native bromeliads in conservation units, this work aimed at (I) the evaluation of chemical composition of bromeliads from diverse vegetational types, (II) the evaluation of chemical composition of different bromeliad species, (III) the evaluation of the contribution of tank and atmospheric nutritional modes, as well as epiphytic and terrestrial growth modes, for the chemical composition of bromeliads, (IV) the assessment of washing effects on leaf chemical composition, (V) the comparison of sustainable sampling results with those obtained from usual sampling and (VI) the assessment of chemical composition variability at different leaf and plant positions. Instrumental neutron activation analysis (INAA) was employed, allowing the simultaneous determination of diverse chemical elements at a high metrological level. For each study, samples were prepared accordingly before being analyzed by INAA. The bromeliads showed differences in chemical composition among the conservation units. There was no uniform distribution pattern of chemical elements among the bromeliad species, corroborating an inherent species chemical composition. Tank bromeliads showed apparently high efficiency in the uptake of essential chemical elements. The studied plants showed concentrations slightly higher in bromeliads growing in epiphytic mode when compared to those growing on soil. The results demonstrated the need for the washing procedure to minimize the particulate matter influence on the concentrations of chemical elements. The new sustainable sampling provided results comparable to the usual sampling procedure, especially for the bottom plant position. Further, the reliability of the results was increased due to the reduction of steps for sample preparation provided by this sampling methodology

Estudos sobre a poluição atmosférica têm se intensificado nos últimos anos, devido à grande diversificação de fontes poluidoras do ar e ao efeito ocasionado à saúde das populações. Conseqüentemente, diversas técnicas têm sido investigadas para avaliação da poluição aérea e dentre elas, uma que tem ganhado considerável atenção é a do biomonitoramento. Neste trabalho foram avaliados os níveis de elementos químicos na atmosfera da cidade de São Paulo, por meio de biomonitoramento passivo, usando a espécie epifítica Canoparmelia texana, para comparar os resultados obtidos das amostras coletadas em diferentes pontos da cidade de São Paulo bem como de um ponto de referência da cidade de Ubatuba, SP. Para análise, os liquens coletados foram previamente limpos, secos e moídos. O método de análise por ativação neutrônica (NAA) aplicado constituiu em irradiar alíquotas das amostras junto com os padrões sintéticos dos elementos, no reator IEA-R1 por 16 horas e sob um fluxo de nêutrons térmicos de cerca de 5,0 x 1012 n cm-2 s-1, seguida da espectrometria de raios gama, para determinação de As, Br, Ca, Co, Cr, Cs, Fe, K, La, Rb, Sc, Se e Zn. Os resultados das análises das amostras de liquens em replicatas apresentaram uma boa reprodutibilidade, indicando a homogeneidade das amostras preparadas. A precisão e a exatidão dos resultados foram avaliadas por meio das análises de materiais de referência certificados IAEA-336 Lichen e INCT-TL-1 Tea Leaves, cujos resultados apresentaram, em geral, uma boa precisão e exatidão, com os desvios padrão relativos entre 0,4 a 14,8% e erros relativos entre 0,2 a 8,7%. Na cidade de São Paulo, os liquens foram coletados nos locais a saber, Parque Dom Pedro II, Congonhas, Cidade Universitária, Lapa, Moóca, Morumbi, Nossa Senhora do Ó, Parque do Ibirapuera, Pinheiros, Santana, Santo Amaro e Taboão da Serra. As concentrações dos elementos nos liquens indicaram uma grande variabilidade entre amostras de diferentes pontos de amostragens. Estes resultados submetidos à análise de clusters indicaram três grandes grupos de pontos de amostragem, de acordo com a similaridade química obtida nos liquens. A amostra coletada em Ubatuba indicou, para a maioria dos elementos químicos, concentrações inferiores ou da mesma ordem de grandeza quando comparados com daqueles coletados na cidade de São Paulo. As mais altas concentrações na amostra de líquen de Ubatuba foram obtidas para Br, K e Zn. Os resultados das análises de liquens indicaram que as origens dos elementos presentes na atmosfera da cidade de São Paulo podem ser atribuídas principalmente às emissões veiculares, seguida de emissões industriais e do solo. Nos liquens, foram determinados os elementos chamados de marcadores de emissões veiculares (Br, Co, Sb e Zn), de emissões industriais (Cr, Co e Fe) e do solo (Sb, Se, Rb e La). / Studies on air pollution have intensified in recent years, due to the diversity of emissions and the effect caused to the health of populations. Consequently, several techniques have been investigated for air pollution evaluation and among them one that has gained considerable attention is that of biomonitoring. In this study chemical elemental levels in the atmosphere of São Paulo city were evaluated, by means of passive biomonitoring, using epiphytic Canoparmelia texana species, in order to compare between the results obtained in samples from different sites of São Paulo city and in a reference site of Ubatuba city, SP. Neutron activation analysis (NAA) procedure applied in the analyses consisted of irradiating aliquots of samples along with synthetic standards of elements in the nuclear reactor IEA-R1 for 16 hours under a thermal neutron flux of about 5.0 x 1012 n cm-2 s-1, followed by gamma ray spectrometry for the determination of As, Br, Ca, Co, Cr, Cs, Fe, K, La, Rb, Sc, Se and Zn. Results obtained in the analyses of lichens samples in replicates presented good reproducibility indicating homogeneity of the prepared samples. The precision and accuracy of the results were evaluated by the analyses of certified reference materials IAEA-336 Lichen and INCT-TL-1 Tea Leaves. Results obtained in the reference materials presented, in general, good precision, with relative standard deviations between 0.4 and 14.8% and good accuracy with relative errors between 0.2 and 8.7%. In São Paulo city, the lichens were collected in the following sites: Parque Dom Pedro II, Congonhas, Cidade Universitária, Lapa, Moóca, Morumbi, Nossa Senhora do Ó, Parque Ibirapuera, Pinheiros, Santana, Santo Amaro and Taboão da Serra. Element concentrations found in lichens indicated a great variability depending on the sites where the samples were collected. The results obtained in the lichens submitted to the cluster analysis indicated three groups of sampling sites according to the chemical similarity obtained in lichens. Lichen collected in the reference site of Ubatuba indicated that most of element concentrations are lower or at the same order of magnitude when compared with those obtained in lichens collected in São Paulo city. The highest element concentrations in the sample from Ubatuba were obtained for Br, K and Zn. Results obtained in this study indicated that the origins of elements present in the atmosphere of São Paulo city are due to mainly vehicular emissions followed industrial emissions and from soil. Elements named vehicular emission markers (Br, Co, Sb and Zn), industrial markers (Cr, Co and Fe) and from soil (Sb, Se, Rb e La) were determined in the lichens.

Red Supergiant (RSG) stars are the most luminous stars in the infrared sky. Their intrinsic luminosities combined with the low dust extinction observed in this regime makes these objects very attractive to study in the near-infrared (IR). In addition, RSGs are necessarily young objects, as they are tracers of recent star formation in extra-galactic systems. As the next generation of telescopes will be optimised for study in the near-IR, it is clear that, in the coming years, RSGs will play a prominent role in the way that astronomers probe the local Universe and out to larger distances with space-based observations. Therefore, it is vital to better our understanding of these objects now and develop the tools that will allow us to take full advantage of the suite of instrumentation that will become available in the near future. This thesis aims to further the understanding of RSGs by focusing on quantitative studies of near-IR spectroscopic observations. To this end, I develop an analysis technique that uses spectroscopic and photometric observations to estimate stellar parameters of RSGs. The observations are compared with synthetic spectra extracted from stellar model atmospheres, where departures from local thermodynamic equilibrium have been calculated for the diagnostic spectral lines. This technique is tested thoroughly on synthetic and real observations and is shown to reliably estimate stellar parameters in both regimes when compared with input parameters and previous studies respectively. Using the analysis routines developed in Chapter 3, in Chapter 4 I measure the chemistry and kinematics of NGC2100, a young massive cluster (YMC) of stars in the Large Magellanic Cloud, using near-IR spectroscopic observations of 14 RSGs taken with the new K-band multi-object spectrograph (KMOS). I estimate the average metallicity to be -0.43±0.10 dex, which is in good agreement with previous studies. I compare the observed location of the target RSGs on the Hertzsprung{Russell diagram with that of a Solar-like metallicity YMC and show that there appears to be no significant difference in the appearance of the RSGs in these two clusters. By combining the individual RSG spectra, I create an integrated-light cluster spectrum and show that the stellar parameters estimated, using the same technique as for individual RSGs, are in good agreement with the average properties of the cluster. In addition, I measure - for the first time - an upper limit of the dynamical mass of NGC2100 to be 15.2 X 10⁴Mʘ, which is consistent with the literature measurement of the photometric mass of the cluster. In Chapter 5, I present observations of RSGs in NGC6822, a dwarf irregular with a turbulent history, observed with KMOS. The data reduction process with KMOS is described in detail, in particular where the reduction has been optimised for the data. Stellar parameters are estimated using the technique presented in Chapter 3 and an average metallicity in NGC6822 of -0.55±0.13 dex is found, consistent with previous measurements of young stars in this galaxy. The spatial distribution of metallicity is estimated and weak evidence is found for a radial metallicity gradient, which will require follow-up observations. In addition, I show that the metallicities of the young and old populations of NGC6822 are well explained using a simple closed-box chemical evolution model, an interesting result, as NGC6822 is expected to have undergone significant recent interactions. In Chapter 6, I present multi-epoch KMOS observations of 22 RSGs in the Sculptor Group galaxy NGC55. Radial velocities are measured for the sample and are shown to be in good agreement with previous studies. Using the multi-epoch data, I find no evidence for radial velocity variables within the sample. Stellar parameters are estimated for 10 targets and are shown to be in good agreement with previous estimates. I conclude this thesis by summarising the main results and present a first-look calibration of the relationship between galaxy mass and metallicity using RSGs. By comparing the RSG metallicity estimates to metallicities estimated from ~ 50 000 Sloan digital sky survey galaxies, I show that the absolute metallicities of the two samples disagree. A more quantitative analysis requires additional RSG observations. In addition, using ~ 80 RSGs, with stellar parameters estimated in a consistent way, I show that there appears to be no dependence of the temperature of RSGs upon metallicity. This is in disagreement with current evolutionary models, which display a temperature change of ~ 450K over the studied range in metallicity. Finally, I outline potential areas for future work, focusing on follow-up studies that have been identified as a result of the work done in this thesis.

O controle da composição dos elementos presentes nos suplementos nutricionais é de grande importância devido ao crescente consumo e a comercialização de diversos tipos e marcas destes produtos. A determinação da quantidade de elementos nos suplementos torna – se necessária para comparar com os valores declarados nos seus rótulos. Neste trabalho, a ativação com nêutrons foi aplicada à análise de 11 amostras de suplementos, adquiridos em farmácias e em lojas de produtos naturais. As amostras, adquiridas nas formas de cápsulas ou comprimidos foram moídas para se obter as na forma de pó homogêneo. As amostras e os padrões sintéticos dos elementos foram irradiados no reator nuclear de pesquisas IEA-R1. Irradiações de 8 h sob um fluxo de nêutrons térmicos de 5x1012 n cm –2 s-1 foram realizadas para a determinação dos elementos Ca, Co, Cr, Fe, Se e Zn e para a determinação dos elementos As, Cu, Fe, K, Na as amostras foram irradiadas por 1 h sob fluxo de nêutrons térmicos da ordem de 1x1012 n cm –2 s-1. As medidas das atividades gama induzidas foram realizadas usando um detector de Ge hiperpuro acoplado a um espectrometro de raios gama. Os resultados das quantidades obtidas nas amostras de suplementos foram em geral, concordantes com os valores apresentados nos seus respectivos rótulos. Elementos tóxicos como As, Cd, Hg e Sb não foram detectados em nenhuma das amostras. Para o controle da qualidade dos resultados analíticos com relação à exatidão e precisão foram analisados os materiais certificados de referência NIST 1400 Bone Ash e NIST 1633b Coal Fly Ash ambos da National Institute of Standards and Technology (NIST). Os resultados obtidos nestes materiais de referência apresentaram uma boa precisão e exatidão e os valores de Z score ou diferença padronizada obtidos das análises, foram menores que 2 indicando que os resultados obtidos são satisfatórios e estão dentro da faixa dos valores dos certificados a um nível de confiança de 95%. / The control of element composition in nutritional supplements is of great interest due to increasingly high consumption and a large diversity and brands of these products offered in market. Therefore, there is the necessity to evaluate the element contents in the supplements and to compare with those values declared on the labels. In this study neutron activation analysis (NAA) was applied to evaluate the element composition of 11 commercial nutritional supplement brands bought in natural product drugstores and pharmacies. These samples acquired in capsule or tablet forms were ground to a homogeneous powder. The samples were irradiated together with the elemental standards in the IEA-R1 nuclear research reactor. Irradiations of 8 h under a thermal neutron flux of 5x1012n cm-2s-1 were carried out for Ca, Co, Cr, Fe, Se and Zn determinations. For Cu, K and Na determinations thermal neutron flux of 1x1012n cm-2s-1 was used and, the exposure time was 1h. The induced gamma activities were measured using a hyperpure Ge detector coupled to a gamma ray spectrometer. The obtained results compared with the values of the labels of nutritional supplements presented good agreement for most of the elements. Toxic elements such as As, Cd, Hg and Sb were not detected in the samples. For quality control of the analytical data, certified reference materials NIST 1400 Bone Ash and NIST 1633b Coal Fly Ash provided by the National Institute of Standards and Technology were also analysed. Accuracy and precision of these results were evaluated. The obtained Z score values were lower than 2 indicating that the data are within the ranges of certified values at 95% confidence level.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T13:45:38Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eliéser Viégas Wendt - 2014.pdf: 2872867 bytes, checksum: 608311a9abf7ecb2f1a1fce9a77164d5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T13:50:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eliéser Viégas Wendt - 2014.pdf: 2872867 bytes, checksum: 608311a9abf7ecb2f1a1fce9a77164d5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T13:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eliéser Viégas Wendt - 2014.pdf: 2872867 bytes, checksum: 608311a9abf7ecb2f1a1fce9a77164d5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-05-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The purpose of this study was to determine the composition of chemical elements in freshwater microalgae evaluated as feedstock for biodiesel production in order to assess possible consequences on the biodiesel quality and to determine whether the use of residual biomass as animal feed. So the 26 chemicals elements in 76 freshwater algae samples, 39 microalgae biomass obtained once direct transesterification, 6 oilseeds, one sample of beef tallow as well as biomass, oil and biodiesel of microalgae Desmodesmus ssp. were measured by ICP-OES. Microalgae stood out compared to conventional feedstock due to higher contents of Na and Fe, moreover chemical elements such as Al, B, Cu, Mn, Sn, Zn and as Fe, are not monitored and may be existing in microalgae biodiesel. Thru direct transesterification procedure, most of the macronutrients constituents of microalgae is lost. Residual biomass by solvent extraction process keeps the mineral composition and in this case, is the most suitable for animal feed. The contents of chemical elements from Desmodesmus ssp. biomass decrease throughout the biodiesel production process by direct transesterification. However, the P content in biofuel was 127 mg/kg, about 13 times beyond the specification, so it being necessary the pretreatment consequence to proceed the transesterification. The study demonstrated that standardization of biodiesel quality control should include the control of other chemicals, further those already monitored, if biodiesel is mainly derived from microalgae feedstock. / O objetivo deste trabalho foi avaliar a composição de elementos químicos em microalgas dulcícolas avaliadas como matéria-prima para produção de biodiesel visando estimar possíveis consequências na qualidade do biodiesel e determinar a possibilidade de aproveitamento da biomassa residual como ração animal. Para isso foram determinados por ICP-OES os teores de 26 elementos químicos em 76 amostras de microalgas dulcícolas, 39 biomassas das microalgas obtidas após procedimento de transesterificação direta, 6 sementes de oleaginosas, 1 amostra de sebo bovino e, finalmente, biomassa, óleo e biodiesel obtido a partir da microalga Desmodesmus ssp. As microalgas destacaram-se em relação às matérias-primas convencionais pelos elevados teores de Na e Fe. Também foram encontrados elementos químicos como Al, B, Cu, Mn, Sn, Zn e que, assim como o Fe, não são monitorados e poderão estar presentes no biodiesel de microalgas. Durante o procedimento de transesterificação direta, boa parte dos macronutrientes constituintes da microalga é perdida. Já a biomassa residual do processo de extração por solvente mantém a composição mineral e, neste caso, é a mais indicada para a utilização na alimentação animal. Os teores dos elementos químicos da biomassa da microalga Desmodesmus ssp. diminuem ao longo do processo de obtenção de biodiesel via transesterificação direta. Entretanto, a concentração de P no biocombustível foi de 127 mg/kg, cerca de 13 vezes acima do especificação, sendo necessário neste caso, efetuar o tratamento do óleo via degomagem antes de proceder a transesterificação. O trabalho demonstrou que a normalização do controle de qualidade de biodiesel deve contemplar o controle de outros elementos químicos, além dos já monitorados no biodiesel, principalmente se o biodiesel for obtido a partir de microalgas como matéria-prima graxa.

O leite é um alimento completo. Contém micronutrientes, aminoácidos, ácidos graxos em proporções adequadas à nutrição humana. Sua composição pode ser simplificadamente dividida em água, lipídios, glicídios, proteínas e sais minerais. Todavia, a composição do leite não é absoluta. Fatores como raça, sistema de produção, alimentação e clima podem influenciar a qualidade do produto final. Os reflexos da globalização na agropecuária leiteira brasileira resultaram na implantação da Rede Brasileira de Laboratórios Centralizados da Qualidade de Leite (RBQL). A Instrução Normativa nº 51 (IN51), que faz parte do Programa Nacional de Melhoria da Qualidade do Leite (PNMQL), aprovou os regulamentos técnicos de produção, identidade e qualidade do leite tipo A, do leite tipo B, do leite tipo C, do leite pasteurizado e do leite cru refrigerado e o regulamento técnico da coleta de leite cru refrigerado e seu transporte. Cabe à indústria leiteira brasileira, cujo leite é predominantemente oriundo das raças Holandesa, Gir, Girolanda, Jersey, Pardo Suíço e Guzerá, garantir a qualidade do produto comercializado. O desenvolvimento de um sistema de medição confiável é primordial no campo industrial, científico e comercial. Assim sendo, a proposta desse trabalho foi avaliar quimicamente marcas de leite comercial UHT bovino, com diferentes quantidades de gordura e de diferentes unidades federativas do Brasil comprados no comércio da cidade de Piracicaba SP e comparar os valores determinados com os reportados pelos fabricantes na tabela de \"Informações Nutricionais\" nas embalagens, além de investigar a potencialidade da INAA na quantificação química da matriz alimentar em questão. Outro objetivo desse trabalho foi comparar quimicamente o leite oriundo de tanques de resfriamento do estado de Minas Gerais com tanques de resfriamento do estado do Rio Grande do Sul e comparar quimicamente o leite amostrado diretamente de animais de quatro propriedades do estado de São Paulo, fazendo inferências aos limites estabelecidos pela IN51, as legislações vigentes nacional e internacionalmente. Realizou-se também análise exploratória de algumas fontes de nutrientes na alimentação de gado bovino. Com os resultados, observou-se que a preparação das amostras e os procedimentos para a INAA foram empregados com sucesso para a determinação de Br, Ca, Co, Cs, Fe, K, Na, Rb e Zn. Em relação ao comparativo dos valores determinados com os valores declarados pelos fabricantes, Ca apresentou uma tendência dos valores medidos serem menores que os informados, diferentemente do ocorrido com o Na. Dos 16 elementos químicos quantificados pela INAA e ICP-MS, 10 apresentaram diferenças significativas (p < 0,01) entre as propriedades rurais do estado de Minas Gerais e do estado do Rio Grande do Sul. Dos elementos químicos que foram quantificados pela INAA, Br, Cs, K e Rb já foram mencionados em trabalhos desenvolvidos no Laboratório de Radioisótopos como importantes para a discriminação de sistema de produção de diversas culturas. Para o estudo do leite oriundo dos animais, os valores médios determinados para os parâmetros da qualidade, atendiam os limites estabelecidos pela IN51. Para os 16 elementos químicos determinados pela INAA e ICP-MS, Co e Mn foram os únicos em que não se verificaram diferenças significativas (p < 0,05) entre as quatro propriedades pelo teste das comparações múltiplas de Tukey. Pela análise de agrupamento, constatou-se que a raça é primordial para a separação dos grupos, entretanto, o sistema de produção também deve ser levado em consideração. Em relação aos limites máximos de tolerância (LMT) estabelecidos pela legislação brasileira e que possuem valores específicos para leite, verificou-se que As não excedeu os limites máximos estabelecidos, contudo, atenção deve ser dada aos elementos químicos Cr e Se por possuírem valores médios superiores aos LMT. Através dos resultados das frações de massa de volumosos e concentrados, destinados à alimentação de gado bovino, foi possível diferenciar a matriz da fonte de nutriente, bem como a origem / Milk is a complete food. It contains micronutrients, aminoacids, and fatty acids in adequate amounts for human intake. In a simple way, its composition can be divided into water, lipids, lactose, proteins and mineral salts. The composition of milk, however, is not an absolute one. Features such as breed, production system, nourishment and climate can affect the final product quality. The reflex of globalization on the Brazilian dairy husbandry resulted in the creation of the Brazilian Network of Milk Quality Central Laboratories (Rede Brasileira de Laboratórios Centralizados de Qualidade de Leite - RBQL). The Normative Instruction 51 (IN51), a constituent part of the National Milk Quality Improvement Program (PNMQL) has approved the technical regulations of production, identity and quality of type-A milk, type-B milk, type-C milk, pasteurized milk, and refrigerated raw milk as well as the technical regulation for refrigerated raw milk collecting and transportation. The Brazilian dairy industry, with milk mostly deriving from breeds Holandesa, Gir, Girolanda, Jersey, Pardo Suiço and Guzera, is in charge of insuring the quality of the commercialized product. Developing a reliable measuring system is essential in the industrial, scientific and commercial fields. Thus, the aim of this work is to chemically evaluate the brands of commercial UHT bovine milk with different amounts of fat and from different states of Brazil, purchased in the city of Piracicaba, state of São Paulo, and compare the established values with those informed by the manufacturers in the \"Nutritional Facts\" table in the packages labels, in addition to investigating the INAA potentiality in the chemical quantification of the respective feeding matrix. Another goal was to chemically compare the milk deriving from cooling tanks in the state of Minas Gerais and those from cooling tanks in the state of São Paulo, thus inferring on the limits established by the IN51, the national and international legislations in force. Also an exploratory analysis of a few nutrient sources of bovine cattle feeding was observed. The results indicated that the sample preparation and INAA procedures were successfully employed to determine Br, Ca, Co, Cs, Fe, K, Na, Rb and Zn. As to the comparison between the established values and those stated by the manufacturers, the Ca values tended to be lower than the informed ones, unlike what happened to Na. Out of 16 chemical elements quantified by INAA and ICP-MS, 10 showed significant differences (p < 0.01) between the rural properties in the state of Minas Gerais and those in the state of Rio Grande do Sul. Out of the chemical elements quantified by INAA, Br, Cs, K and Rb have already been pointed in works developed at the Laboratory of Radioisotopes as important to discriminate the production system of several crops. In the study of animal-derived milk, the mean values determined for the quality parameters met the limits established by the IN51. For the 16 chemical elements determined by INAA and ICP-MS, Co and Mn were the only ones showing no significant differences (p < 0.05) among all four properties by the Tukey multiple comparison test. Through the cluster analysis the breed was verified to be essential to the separation of groups, however, the production system is also to be taken into account. As to the maximum tolerance limits (MTL) established by the Brazilian legislation and having specific values for milk, the As did not exceed the maximum limits established, yet, attention must be paid to Cr and Se since their mean values are beyond the MTL. The mass fraction results determined in roughages and concentrates for bovine cattle feeding made possible the distinction of the nutrient source matrix and their origin