Orientadores: Hiroshi Aoyama, Claudio Martín Jonsson / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dantzger_Miriam_M.pdf: 2456182 bytes, checksum: ce7e4445d55ff9a2572a6ad4f3dea90d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Daphnia similis é um microcrustáceo da família dos cladóceros que se encontra amplamente distribuído em ambientes de água doce. Devido a sua natureza cosmopolita e sensibilidade, o seu uso em estudos de ecotoxicidade, como biomarcador, é recomendado em protocolos nacionais e internacionais. Agentes poluentes como os agrotóxicos, efluentes industriais e metais são diariamente despejados nos corpos d'água, influenciando sistemas locais e podendo causar efeitos toxicológicos aos organismos aquáticos. Tendo em vista a necessidade da normalização de biomarcadores enzimáticos, nossa proposta foi analisar a atividade enzimática de fosfatases de D. similis como uma alternativa.Especificamente, nossos objetivos foram: a) analisar o efeito de poluentes agrícolas e metais nas atividades in vitro de fosfatases ácidas e alcalinas de D. similis, com o intuito de selecionar a enzima mais sensível à ação dos poluentes; b) realizar estudos mais detalhados in vitro com a fosfatase mais sensível na presença de poluentes préselecionados; c) avaliar a atividade in vivo desta enzima perante concentrações subletais de poluentes provenientes de ensaios de toxicidade aguda. Dessa forma, foram analisados os efeitos in vitro de vários agentes poluentes (metais e pesticidas) nas atividades da fosfatase ácida total (FAT) e fosfatase alcalina. A FAT apresentou maior alteração em relação à fosfatase alcalina quando exposta aos poluentes in vitro, sendo que, dentre estes, os metais apresentaram efeitos mais significativos. Dos metais testados, Al3+, Se3+ e Mo6+, exibiram maior efeito inibitório, enquanto permetrina e Cd2+ apresentaram efeito ativador. A energia de ativação da reação catalisada pela FAT, usando-se p-nitrofenilfosfato (pNPP) como substrato, foi reduzida de 13 para 10 Kcal.mol-1 na presença de 0,5mM de Cd2+. Na reação catalisada pela FAT, os valores de IC50 (concentração do metal que promove 50% de inibição da atividade enzimática) obtidos para Al3+, Se3+ e Mo6+, foram, respectivamente: 1,23 mM, 0,54 mM e 0,9 µM. A inibição da FAT mostrou-se do tipo não competitiva para oAl3+ e do tipo competitiva para Se3+ e Mo6+, com os seguintes valores de constante de inibição (Ki): 0,9 mM para o Al3+; 0,62 mM para o Se3+ e 1,32 µM para o Mo6+. Nos ensaios in vivo de toxicidade aguda 48h com D. similis, a permetrina apresentou maior toxicidade comparada aos demais poluentes, sendo que a ordem de toxicidade, em mM, foi: Permetrina (0,000056) > Cd2+ (0,00139) > Se4+ (0,004) > Mo6+ (0,024) > Al3+(0,072). A ordem de inibição da atividade da FAT de D. similis exposta ao EC50 (48h) assemelhouse à obtida nos ensaios de toxicidade aguda (Cd2+ > permetrina > Al3+ > Mo6+), sugerindo uma relação entre alteração de atividade enzimática com a toxicidade dos poluentes ao modelo biológico em estudo. Nos ensaios de toxicidade aguda também foram estudados os efeitos da mistura binária dos metais Al3+, Cd2+, Mo6+ e Se4+. Observou-se que somente Al3+ + Cd2+ (S = 0,588) e Al3+ + Mo6+ (S = 0,951) apresentaram efeito sinérgico sobre D. similis, constatado pelo valor de S<1; nas mesmas condições, a mistura Al3+ + Se4+ não mostrou nenhuma alteração significativa. A ordem de inibição da atividade da FAT para a concentração de EC50 e seus respectivos percentuais foram: Al3+ + Cd2+ (90%) > Al3+ + Mo6+ (78%) > Se4+ + Cd2+ (72%) > Mo6+ + Cd2+ (32%). Contraditoriamente, a mistura Se4+ + Mo6+ promoveu uma ativação de 50% na atividade enzimática nos mesmos níveis de toxicidade analisados para as demais misturas. Esses resultados evidenciam a necessidade de complementar os testes de toxicidade aguda com mistura de poluentes a partir da utilização de biomarcadores enzimáticos, tais como a FAT. Concluiu-se que a FAT, através da alteração de sua atividade in vivo, pode ser utilizada como biomarcadora de toxicidade em nível letal (EC50), para os poluentes permetrina e Al3+ e, em níveis subletais, para Cd2+ e Se4+, podendo-se predizer o impacto ambiental / Abstract: Daphnia similis, a microcrustacean of the cladoceran's family, is widely found in freshwater environment. Because of its cosmopolitan nature and sensitivity, this organism is recommended by national and international protocols as a biomarker in ecotoxicity analyses. Agrochemicals, industrial effluents and metals are daily released in the rivers, impairing local living systems and causing toxicological effects on aquatic organisms. In order to contribute with enzymatic biomarkers normalization, our purpose was to evaluate D. similis phosphatases activities in the presence of several pollutants. Specifically, our aim was: a) to analyze in vitro effects of metals and agrochemicals on D. similis alkaline and acid phosphatases activities, in order to select the more pollutants-sensitive enzyme; b) to perform more detailed in vitro studies with those more sensitive enzyme and selected pollutants; c) to analyze the in vivo activity of this enzyme at sub-lethal levels of pollutants, derived from acute toxicity assays. In this way, in vitro effects of several pollutants (metals and pesticides) were evaluated on total acid phosphatase (TAP) and alkaline phosphatase activities. Our results showed that TAP presented higher alterations in relation to alkaline phosphatase when exposed to in vitro pollutants, from which the metals showed more remarkable effects. The metals Al3+, Se3+ and Mo6+ exhibited higher inhibitory effects, whereas permethrin and Cd2+ presented activator effects. The activation energy of the reaction catalyzed by TAP, by using p-nitrophenylphosphate as substrate, was decreased from 13 to 10 kcal.mol-1, in the presence of 0,5mM Cd2+. IC50 (concentration of metal that promotes 50% of enzyme inhibition) values for Al3+, Se3+ and Mo6+ were determined to be: 1.23 mM, 0.54 mM e 0.9 µM, respectively, in the TAP catalyzed reaction. The TAP inhibition was of non-competitive type for Al3+, and competitive for Se3+ and Mo6+, with inhibition constant (Ki) values ranging 0.9 mM, 0.62 mM and 1.32 µM, respectively. In the 48 hours acute toxicity assays with D. similis, permethrin presented higher effect in relation to the other pollutants, with the following toxicity order (mM): Permethrin (0.000056) > Cd2+ (0.00139) > Se4+ (0.004) > Mo6+ (0.024) > Al3+ (0.072). The inhibition order of D. similis TAP activity exposed to 48 hours EC50 was similar to the acute toxicity values (Cd2+ > permethrin > Al3+ > Mo6+), suggesting a relationship between enzymatic activity alteration and the pollutants toxicity. Further, we decided to evaluate the effects of binary metals mixtures of Al3+, Cd2+, Mo6+ and Se4+ on the acute toxicity assays, it was observed that only Al3+ + Cd2+ (S = 0.588) and Al3+ + Mo6+ (S = 0.951) exhibited synergic effects on D. similis, evidenced by the S<1 values; at the same conditions the mixture Al3+ + Se4+ did not show significant alterations. The TAP activity inhibition order for EC50 concentration and its respective percentuals were: Al3+ + Cd2+ (90%) > Al3+ + Mo6+ (78%) > Se4+ + Cd2+ (72%) > Mo6+ + Cd2+ (32%). On the other hand, the mixture Se4+ + Mo6+ presented 50% enzyme activation at the same toxicity levels analyzed for the other mixtures. These results emphasize the need to complement acute toxicity tests with pollutants mixtures, using enzymatic biomarkers, such as TAP. In conclusion, TAP, through the alteration of its in vivo activity, could be used as a lethal level toxicity biomarker for the permethrin and Al3+, and at sub-lethal levels for Cd2+ and Se4+, predicting possible environmental impact / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcone_GlaucienePauladeSouza_D.pdf: 3873346 bytes, checksum: 7b3d84f078c155427661a732b0d8a73b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi estudar as interações de nanopartículas de Ag ou nanoprata (nAg ou AgNP) e nanopartículas do semicondutor TiO2 (nTiO2) com a matriz aquática, a fim de avaliar a sua toxicidade a representantes da biota aquática. Estes dois tipos de nanomateriais (NM) foram escolhidos, pois atualmente estão sendo comercializados em grande escala por apresentarem ampla aplicação industrial. Este trabalho envolveu as seguintes etapas: a) síntese de TiO2 na forma de pó e de amostras de AgNP por rotas sintéticas estabelecidas pela literatura; b) caracterização dos NM sintetizados quanto ao tamanho e a morfologia, e no caso das suspensões de AgNP foi realizada a especiação da prata a fim de nortear uma avaliação mais criteriosa sobre ecotoxicidade destas suspensões; c) avaliação da atividade bactericida das amostras de AgNP e do TiO2 sintetizados. Para isto, utilizou-se a bactéria E. coli e um sistema FIA/Condutimétrico para medir a inibição bacteriana através da produção de CO2. d) avaliação da ecotoxicidade das suspensões de AgNP e TiO2 no meio aquático. Foram utilizados os organismos aquáticos: V. fischeri (bactéria marinha), D. similis (microscrustáceo de água doce) e P. subcapitata (alga de água doce). Devido à fotoatividade do TiO2, os testes com D. similis foram adaptados, incorporando a radiação UV-A durante o teste. As amostras de AgNP foram tóxicas aos organismos aquáticos testados nas seguintes faixas de concentração: P. subcapitata (IC50 = 1-122 mg L), D. similis (CE50 = 0,5-50 mg L) e V. fischeri (CE50 = 5,2-32,2 mg L). As amostras de TiO2 se mostraram mais tóxicas para a D. similis (CE50 = 8-57 mg L) em relação ao V. fischeri (CE50 > 100 mg L). A caracterização das amostras de TiO2 e AgNP sintetizadas indicou que fatores como fotoatividade do TiO2 e a concentração de íons Ag nas suspensões de AgNP foram determinantes para a ecotoxicidade apresentada por estas amostras / Abstract: The objective of this work was to evaluate the toxicity of silver nanoparticles or nanosilver (nAg or AgNP) and TiO2 semiconductor nanoparticles to some biotic representative aquatic organisms. These two nanomaterials (NM) types were chosen because they are currently being market on a large scale due to their wide industrial application. The work was developed in accordance to the following steps: a) Synthesis of TiO2 powder and AgNP samples by current synthetic routes. b) Shape, morphology and optical characterization of TiO2 powder and AgNP synthesized samples. The Ag speciation was performed in the AgNP suspensions to improve the ecotoxicological assessment of this material; c) Bactericidal activity assessment of TiO2 and AgNP samples using E. coli. The inhibition of the bacterial growth was followed by CO2 produced using a FIA/Conductivity system; d) Ecotoxicity assessment of TiO2 and AgNP suspensions to aquatic organisms. The aquatic organisms used were V. fischeri (marine bacterium), D. similis (microcrustace freshwater) and P. subcapitata (algae freshwater). Due to the TiO2 photoactivity, the tests with D. similis were adapted by include to UV-A radiation during the whole test period. The results showed that AgNP samples were toxic to aquatic organisms in the following ranges: P. subcapitata (CI50 = 1-122 mg L), D. similis (EC50 = 0.5-50 mg L) and V. fischeri (EC50 = 5.2-32.2 mg L). The TiO2 samples were more toxic to the D. similis (EC50 = 8-57mg L) compared to V. fischeri (CE50 > 100 mg L). The characterization of TiO2 and AgNP synthesized samples indicated that factors such as TiO2 photoactivity and Ag ions concentration in AgNP suspensions were responsible to the ecotoxicity showed by this samples / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientadores: Gisela de Aragão Umbuzeiro, Fábio Kummrow / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:09:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luna_LuisAugustoVisanide_M.pdf: 1874744 bytes, checksum: 77b303f234e135332fe2eb3247fedaca (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Corantes possuem uma grande diversidade de estruturas e aplicações, estando presentes em diversos setores indústriais. Os corantes podem contaminar os ambientes aquáticos após os despejos de efluentes de indústrias têxteis, de alimentos, de curtumes e até mesmo de lavanderias. Muitos corantes apresentam elevada toxicidade para organismos aquáticos, no entanto processos de tratamento de efluentes contendo corantes estão sendo desenvolvidos no intuito de impedir seu ingresso no ambiente, e dentre eles estão os processos oxidativos avançados. No presente estudo, foi avaliada a toxicidade de corantes têxteis e alimentícios para organismos aquáticos, antes e após o tratamento oxidativo avançado foto-Fenton. Foram realizados testes de toxicidade com Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia e Pseudokirchneriella subcapitata. A partir dos dados obtidos nos ensaios de toxicidade com os produtos comerciais os corante têxteis foram considerados os mais tóxicos, em especial o corante C.I. Vat Green 3. Para os ensaios com os produtos de degradação gerados, o tratamento do corante C.I. Acid Orange 7 gerou intermediários tóxicos para D. similis, no entanto ao final do tratamento não foi observada toxicidade. Após o tratamento do corante C.I. Reactive Black 5 foi observada toxicidade para P. subcapitata, sendo esta maior que a toxicidade para o produto comercial. No início do tratamento do corante C.I. Vat Green 3 ocorreu uma redução da toxicidade para D. similis e para P. subcapitata em relação ao produto comercial, contudo no final do tratamento a toxicidade observada foi maior que a do produto comercial para ambos os organismos. Considerando os corantes alimentícios, para o C.I. Food Yellow 3 tratado não foi observada toxicidade para D. similis nas concentrações estudadas, no entanto para P. subcapitata foi observado toxicidade ao final do tratamento. O corante C.I. Food Red 17 foi tóxico no início do tratamento tanto para D. similis, quanto para P. subcapitata, mas no fim do tratamento não foi mais observada toxicidade / Abstract: Dyes have a wide diversity of structures and uses, and then these substances are present in many industrial sectors. Dyes also can be found as contaminants in aquatic environments after wastewater discharge of textile industries, food industries, tanneries and laundries. Many dyes can be toxic to aquatic organisms. Several treatments have been proposed to remove dyes from effluents preventing the surface water contamination and one of the most promising tools are the advanced oxidative treatments. The aim of this study was to assess the toxicity of textile and food dyes to aquatic organisms, before and after photo - Fenton. We employed tests with the freshwater organisms, Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia and Pseudokirchneriella subcapitata. The dye C.I. Vat green 3 was considered the most toxic dye among the commercial dyes tested in this study. Taking into account the treatment of the commercial products and the toxicity tests, the treatment of C.I. Acid Orange 7 generated toxic intermediates for D. similis, but at the end of the treatment no toxicity was observed. After the C.I. Reactive Black 5 treatment greater toxicity was observed to P. subcapitata in comparison with the commercial dye toxicity. At the beginning of the C.I. Vat Green 3 treatement the toxicity was lower than the commercial dye to D. similis and P. subcapitata, but at the end of the treatment the toxicity was higher than the commercial dye for both organisms. For the food dye C.I. Food Yellow 3 treated, was not observed toxicity for D. similis, but at the end of the treatment toxicity was observed for P. subcapitata. The dye C.I Food Red 17 was toxic to D. similis and P. subcapitata at the beginning of the treatment, but at the end of the treatment no toxicity was observed / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T23:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_NoelyBochi_M.pdf: 1793399 bytes, checksum: 575715dc26fcd661637861e2b2d4a262 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A destinação final de lodo de esgoto gerado nas estações de tratamento para a agricultura destaca-se por ser uma alternativa promissora e sustentável. Contudo, para se evitar efeitos adversos ao ecossistema e a saúde humana, este resíduo deve passar por uma rígida caracterização e monitoramento antes da sua aplicação. A Resolução CONAMA 375/2006 normatiza essa prática no Brasil, mas se restringe a alguns critérios químicos e biológicos que precisam ser monitorados. Recentemente, foi proposto um Índice de Perigo de Lodo de Esgoto (IPLE) baseado em ensaios ecotoxicológicos com organismos representativos, que expressa a periculosidade de lodos de esgoto quanto aos efeitos causados ao ecossistema. O objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação física, química, biológica e também ecotoxicológica em diferentes amostras de lodo de esgoto, para validar o IPLE e verificar a possibilidade do uso agrícola. De acordo com os resultados obtidos, as amostras de lodo de esgoto das ETEs dos municípios de Bernardino de Campos, Coronel Macedo, Fartura, Franca e Itaberá atendem aos limites preconizados por Brasil (2006) referentes aos metais potencialmente tóxicos e à concentração de patógenos, mas, segundo o IPLE, apenas as amostras de lodo de esgoto das estações de tratamento de esgoto dos munícipios de Franca, após 5 meses de acondicionamento em recipientes de polietileno, e de Sarutaiá estão aptas ao uso agrícola. Portanto, espera-se que a utilização do índice baseado em testes ecotoxicológicos se constitua em ferramenta auxiliar na caracterização inicial do lodo de esgoto para sua liberação e disposição na agricultura, na tentativa de proporcionar maior segurança aos integrantes da cadeia alimentar que deverão utilizar os recursos originados do ambiente agrícola onde foi utilizado o biossólido / Abstract: The disposal of sewage sludge generated at treatment plant for agriculture stands out as a promising and sustainable alternative. However, to avoid adverse effects to the ecosystem and human health, this residue must undergo into a strict characterization and monitoring prior to implementation the Resolution 375/2006, regulates the practice in Brazil, but it is restricted to some chemical and biological criteria that need to be monitored. Recently, it has been proposed a Hazard Index of Sewage Sludge (IPLE), based on ecotoxicological tests with representative organisms, which expresses the danger of sewage sludge on the effects caused to the ecosystem. The aim of this study was the physical, chemical, biological and ecotoxicological evaluation on different samples of sewage sludge, in order to validate the IPLE and verify the possibility of its agricultural use. According to the obtained results, the sewage sludge samples from treatment plant for municipal sewage of Bernardino de Campos, Coronel Macedo, Fartura, Franca and Itaberá comply with the limits recommended by Brazil (2006) concerning potentially toxic metals and pathogens concentration. Nevertheless, according to IPLE, only samples of sewage sludge from treatment plant for municipal sewage of Franca, after 5 months packaged in polyethylene containers, and Sarutaiá, are suitable for agricultural use. Therefore, it is expected that the use of the index based on ecotoxicological tests should constitute an auxiliary tool on initial sludge characterization for its agricultural release and arrangement in an attempt to provide improved safely to food chain members that should use resources from agricultural environment where sludges have been used / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientadores: Gisela de Aragão Umbuzeiro, Guilherme Ribeiro Lotufo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Artal_MarianaColetty_M.pdf: 1329770 bytes, checksum: e43efcef07526606b4d54de36469576e (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A produção e uso de corantes representam números relevantes no mundo e no Brasil. Efeitos ecotoxicológicos desses compostos, especialmente frente a organismos estuarinos e marinhos são ainda pouco explorados. Neste estudo avaliou-se a toxicidade dos azo corantes C.I. Disperse Red 1 e C.I. Disperse Red 13 para o copépodo estuarino Nitokra sp. avaliando efeitos adversos como a imobilidade e o sucesso de eclosão dos ovos antes e após tratamento fotoeletroquímico. Os corantes Disperse Red 1 e Disperse Red 13 apresentaram toxicidade para o teste de imobilidade com concentração efetiva CE50(96h) de 0,3 a 2,1 mg.L-1 (n=4) e 1,5 mg.L-1 (n=2), respectivamente. As concentrações que causaram efeitos adversos na taxa de eclosão de ovos foram maiores ou próximas à CE50 de imobilidade, demonstrando que esse endpoint não foi mais sensível como esperado. Testes realizados após o tratamento fotoeletroquímico dos mesmos corantes mostraram que a toxicidade tanto no teste de imobilidade quando no teste de sucesso de eclosão de ovos foi reduzida. Esse tratamento mostra-se promissor para o tratamento desses compostos, porém, cabe ressaltar que a utilização de sal para o tratamento é interferente e causa toxicidade quando descartado ou disposto em ambientes de água doce / Abstract: Production and use of dyes represent relevant numbers in the world and in Brazil. Ecotoxicological effects of these compounds, especially to estuarine and marine organisms are unknown. This study evaluated the toxicity of the azo dye CI Disperse Red 1 and CI Disperse Red 13 to an estuarine copepod Nitokra sp. evaluating adverse effects measured as immobility and egg hatching success before and after photoelectrochemical treatment. Both dyes Disperse Red 1 and Disperse Red 13 were toxic with immobility effective concentration EC50 (96h) in the range of 0.3 to 2.1 mg.L-1 (n= 4) and 1.5 mg.L-1 (n= 2), respectively. The concentrations that caused adverse effects on the success of eggs hatching were higher or close to the EC50 immobility, demonstrating that this is not the most sensitive endpoint as expected. Tests performed after photoelectrochemical treatment showed that the toxicity of both tests was reduced. This treatment shows promise for the treatment of these compounds, however, it is worth noting that the use of salt for treatment is interfering and cause toxicity when discarded or disposed of in freshwater environments / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Orientador: Paulo Renato Matos Lopes / Resumo: O herbicida tebuthiuron é largamente utilizado na cultura da cana-de-açúcar e pode acarretar prejuízos ao ambiente devido seu elevado potencial tóxico e alta persistência no solo. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de espécies vegetais em diminuir a concentração de tebuthiuron no solo com aplicação de vinhaça. A eficiência do processo de biorremediação foi avaliada quanto: ao desenvolvimento vegetal, aos parâmetros físico-químicos do solo e à ecotoxicidade do meio. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação utilizando vasos com solo sem histórico de aplicação do herbicida. As espécies potencialmente fitorremediadoras testadas foram: feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), feijão-guandu (Cajanus cajan), milheto (Pennisetum glaucum), e mucuna-cinza (Mucuna pruriens (L.) DC.). Como espécie sentinela foi utilizada a Crotalaria juncea. Ao longo do experimento foram avaliados: o diâmetro do colo, a altura da planta e o número de folhas. Ao final, avaliações de massas fresca e seca foram realizadas para as cinco plantas testadas. A fitotoxicidade das amostras nos tratamentos foi determinada nos tempos inicial (zero) e final (50 dias), utilizando sementes de alface como organismos-teste. Os resultados revelaram que o feijão-de-porco e o feijão-guandu não resistiram a presença do herbicida. O milheto apresentou o menor índice de mortalidade e também o melhor desempenho em solos na presença do tebuhiuron associado ou não à vinhaça. Baseado em seu des... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The herbicide tebuthiuron is widely used in sugarcane cultivation and can cause damage to the environment due to its high toxic potential and high soil persistence. Thus, this work aimed to evaluate the potential of plant species in decreasing tebuthiuron concentration in the soil with vinasse application. The efficiency of the bioremediation process was evaluated for: plant development, soil physicochemical parameters and environment ecotoxicity. To evaluate these parameters, the experiments were conducted in a greenhouse using pots with soil with no history of herbicide application. Potential phytoremediation species tested were: jack bean (Canavalia ensiformis), pigeon pea (Cajanus cajan), millet (Pennisetum glaucum), and velvet bean (Mucuna pruriens (L.) DC.). As bioindicator species was used Crotalaria juncea. Throughout the experiment were evaluated: the neck diameter, the plant height and the number of leaves. At the end, fresh and dry mass evaluations were performed for the five plants tested. The phytotoxicity of the samples in the treatments was determined at the initial (zero) and final (50 days) times, using lettuce seeds as test organisms. Results revealed that pigeon bean and jack bean did not resist the herbicide presence. Millet plants showed the lowest mortality rate among all plant species and also presented the best performance in tebuthiuron presence associated or not with vinasse. However, despite of these results for millet, velvet bean was the most suit... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Os corantes são utilizados pelo homem há mais de 20 mil anos, com emprego nas indústrias têxteis, farmacêuticas, alimentícias, cosméticas, fotográficas, entre outras. Contudo, apesar de sua importância, os corantes podem ser tóxicos, mutagênicos e resistentes a muitos processos de degradação utilizados em estações de tratamento de águas residuais. Dentro deste contexto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar os efeitos ecotoxicológicos dos corantes têxteis Disperse Red 60 (DR 60), Disperse Red 73 (DR 73) e Disperse Red 78 (DR 78) por meio de testes de toxicidade em três organismos de diferentes níveis tróficos: a bactéria Vibrio fischeri, o microcrustáceo Daphnia similis e o peixe Danio rerio (zebrafish), além da mutagenicidade na bactéria Salmonella typhimurium. Nossos resultados mostraram que os corantes DR 73 e DR 78 induzem toxicidade aguda em Vibrio fischeri e Daphnia similis, reduzindo a luminescência da bactéria e causando imobilidade no microcrustáceo, ao passo que o corante Disperse Red 60 não altera esses endpoints. No entanto, todos os corantes causam efeitos tóxicos em embriões e larvas de Danio rerio. O corante DR 60 ocasionou edemas oculares, alteração no comportamento e indução de efeitos pró-oxidantes em zebrafish. O corante DR 73 reduziu a inflação da bexiga natatória, induziu edemas do pericárdio, promoveu escoliose e alteração no saco vitelínico. Além disso, os corantes DR 73 e DR 78 alteraram o comportamento e balanço energético, induziram efeitos pró-oxidantes e neurotoxicidade. Quanto à mutagenicidade, o corante DR 73 induziu deslocamento do quadro de leitura e substituição de pares de base, enquanto o corante DR 78 causou apenas deslocamento do quadro de leitura e o corante DR 60 não induziu mutagenicidade. Em conclusão, os corantes Disperse Red 73 e Disperse Red 78 foram os mais tóxicos para os organismos avaliados, uma vez que alteraram maior número de endpoints, assim como causaram efeitos em menores concentrações, a partir de 1 ?g/L. Este estudo também demonstra a importância do uso de organismos testes de diferentes níveis tróficos, bem como a necessidade de uma maior atenção quanto ao registro e liberação para uso de corantes, visando prevenir danos ao ambiente e à saúde humana / Dyes have been used for more than twenty thousand years in the textile, pharmaceutical, food, cosmetic, and photographic industry, among others. Despite their importance in these applications, dyes can be toxic, mutagenic and resistant to many degradation processes used in wastewater treatment plants. In this context, the aim of this research was to evaluate the ecotoxicological effects of the Disperse Red 60 (DR 60), Disperse Red 73 (DR 73) and Disperse Red 78 (DR 78) textile dyes by means of toxicity tests on three organisms of different trophic levels: the bacterium Vibrio fischeri, the microcrustacean Daphnia similis and the fish Danio rerio (zebrafish). In addition, the mutagenicity of these dyes to the bacterium Salmonella typhimurium was evaluated. Our results demonstrate that the dyes DR 73 and DR 78 induce acute toxicity to V. fischeri (luminescence reduction) and D. similis (immobility), whereas the DR 60 did not alter these endpoints at the concentrations tested. However, all dyes caused toxic effects on embryos and larvae of D. rerio. DR 60 caused ocular edema, altered behavior and induced pro-oxidant effects in zebrafish. DR 73 reduced swim bladder inflation, induced pericardial edema, promoted scoliosis and changes in yolk sacs. In addition, DR 73 and DR 78 altered the zebrafish juvenile behavior and energy balance, and induced pro-oxidant effects and neurotoxicity. As for the mutagenicity test, DR 73 induced frameshift and base pair substitution, whereas DR 78 caused only frameshift and DR 60 did not induce any mutagenic effects. In conclusion, DR 73 and DR 78 were the most toxic for the organisms tested since they altered a greater number of endpoints and caused toxic effects at lower concentrations, i.e. from 1 ?g/L onwards. These results indicate the importance of using a battery of test organisms from different trophic levels when evaluating the environmental risks of dyes, as well as the need for greater attention regarding the Registration and authorization of the use of dyes in order to prevent unacceptable risks to the environment and human health.

O objetivo desta pesquisa foi estudar a degradação,pelo processo foto-Fenton, de um poluente-modelo (um antibiótico da classe dos nitrufuranos:a nitrofurantoína), utilizando-seLEDs-UV no lugar das lâmpadas tradicionalmente utilizadas, ou seja, das lâmpadas fluorescentes negras.Foram comparadas duas câmaras de irradiação, cada uma com um tipo de fonte, em termos de: porcentagem de remoção, ecotoxicidade (Lactuca sativa), atividade antimicrobiana (Escherichia coli), custos de capital (equipamentos), de operação (consumo energético) e das fontes luminosas, além do espaço ocupado. Os experimentos de degradação foramrealizados e otimizados via planejamento experimental, utilizando-se a Metodologia de Superfície de Resposta, obtendo-se as concentrações ótimas denitrofurantoína, de íons férricoe de peróxido de nitrogênio para cada caso.As câmaras estudadas apresentaram desempenhos semelhantes na remoção de nitrofurantoína (mais de 95% em 15 min), além de não ter havido a geração de produtos ecotóxicos (Lactuca sativa) e de ter sido alcançada a inativação biológica (Escherichia coli) do fármaco.A câmara de irradiação com LEDs é compacta, custa duas vezes menos que a outra e é quatro vezes mais eficiente em termos de consumo elétrico. A única desvantagem encontrada foi o custo dos LEDs-UV. Levando-se em conta o número de LEDs e de lâmpadas fluorescentes negras nas câmaras, o custo é trinta vezes maior. No entanto, o custo adicional dos LEDs-UV em relação às lâmpadas fluorescentes negras é facilmente compensado pela economia realizada nos custos de capital (aquisição do equipamento) e de operação (consumo energético).Em suma, pelo menos no caso da degradação da nitrofurantoína pelo processo foto-Fenton, os LEDs-UV mostraram-se substitutos vantajosos das lâmpadas fluorescentes negras, tradicionalmente utilizadas. / The goal of this research was to study the degradation, by the photo-Fenton process, of a model-pollutant (an antibiotic fromthe nitrofurans group: nitrofurantoin), using UV-LEDs instead of the lamps traditionally used, i.e. black fluorescent lamps. Two irradiation chambers were compared, each one of them with a type of light source, regarding: removal percentage, ecotoxicity (Lactuca sativa), antimicrobial activity (Escherichia coli), capital costs (equipment), operating costs (energy consumption), and light sources costs, as well as the space the chambers occupy.The degradation experiments were performed and optimized by experimental design, using the Response Surface Methodology, and obtaining the optimum concentrations of nitrofurantoin, ferric ions, and hydrogen peroxide, for each of the chambers. The studied chambers showed similar performances regarding nitrofurantoin removal (more than 95% in 15 min), besides the generation of no ecotoxic products (Lactuca sativa) and the biological inactivation (Escherichia coli) of the drug. The irradiation chamber with UV-LEDs is compact,cheaper (it is half of the price of the other one), and it is four times more efficient in terms of electric consumption. The sole disadvantage found was the cost of the UV-LEDs. Taking into consideration the number of LEDs and black fluorescent lamps used in the chambers, thiscost is 30 times greater. However, the additional cost of the UV-LEDsin comparison to black fluorescent lamps is easily compensated by the savings in capital costs (equipment acquisition) and operating costs (electric consumption). In summary, at least regarding the nitrofurantoin degradation by the photo-Fenton process, the UV-LEDs proved to beworthwhile alternatives for black fluorescent lamps, which are traditionally used.

Estudos recentes têm identificado a presença de diversos poluentes emergentes em ambientes aquáticos. A ocorrência em diferentes matrizes ambientais tem sido continuamente relatada, o que evidencia a necessidade de estudos de toxicidade. O DEET (N,N-dietil-meta-toluamida) é o princípio ativo mais utilizado em repelentes de insetos e está presente em diversas formulações comercialmente disponíveis. Além dos poluentes químicos, os organismos aquáticos estão sujeitos à exposição da radiação ionizante proveniente de fontes naturais ou em proximidades de instalações de usinas nucleares. O presente estudo avaliou a toxicidade do DEET em organismos irradiados e não irradiados com radiação gama de 60Co, e os efeitos que a radiação causa sob os lisossomos de hemócitos do mexilhão Perna perna. Para isso, foram realizados ensaios de toxicidade aguda para identificar a concentração de DEET e a dose de radiação gama passíveis de causar mortalidade, e posteriormente ensaios de citotoxicidade avaliando a estabilidade da membrana lisossômica em organismos expostos ao DEET e radiação ionizante. De acordo com os resultados obtidos nos ensaios de toxicidade aguda, a concentração de DEET que causa mortalidade em 50% dos organismos expostos (CL50) é de 114,27 mg L-1, e a dose de radiação que causa mortalidade (DL50) é de 1068 Gy. Nos os ensaios de citotoxicidade obteve-se a concentração de efeito não observado (CENO) para organismos irradiados e não irradiados de 0,0001 mg L-1 e a concentração de efeito observado (CEO) em concentrações acima desta. A CI25(72h) para organismos não irradiados foi de 0,0003 mg L-1 e a CI50(72h) foi de 0,0008 mg L-1 para organismos irradiados e não irradiados. Apesar das concentrações de efeito encontradas no presente estudo terem sido mais altas que as ambientais, estão na mesma ordem de grandeza e também deve-se levar em consideração os possíveis efeitos sinérgicos do DEET com outros contaminantes presentes em ambiente aquático. / Recent studies have identified the presence of several emerging pollutants in aquatic environments. The occurrence in different environmental matrices has been continuously reported, highlighting the need for toxicity studies. The DEET (N,N-diethyl-meta-toluamide) is the active ingredient used in most insect repellents, and is present in many commercially available formulations. Apart from chemical pollutants, aquatic organisms are subject to exposure of ionizing radiation from natural sources or in the vicinity of nuclear power plants. The present study evaluated the toxicity of DEET in organisms irradiated and non-irradiated with 60Co gamma radiation, and the effects that radiation causes in lysosomes of hemocytes of Perna perna mussel. For this purpose, assays were performed to identify the acute toxicity of DEET concentration and the dose of gamma radiation able to cause mortality. Subsequently, cytotoxicity assays were carried out to assess the stability of the lysosomal membrane in organisms exposed to ionizing radiation and DEET. According to the results obtained in acute toxicity tests, the concentration of DEET that causes mortality of 50% exposed organisms (LC50) is 114,27 mg L-1, and the radiation dose that causes mortality (LD50) is 1068 Gy. In the cytotoxicity assays, the concentration of the non-observed effect (NOEC) for irradiated and non-irradiated organisms 0.0001 mg L-1 and observed effect concentration (LOEC) at concentrations above this. The IC25 (72h) for non-irradiated organisms was 0.0003 mg L-1 and IC50 (72h) was 0.0008 mg L-1 for irradiated and non-irradiated organisms. Despite of the concentrations of effect found in this study were higher than in the environment, both measurements are in the same order of magnitude and should be also take into account the possible synergistic effects of DEET with other contaminants in the aquatic environment.

O impacto dos metais na fisiologia de peixes tem sido considerado preocupante, pois são contaminantes críticos nos ecossistemas aquáticos devido ao seu alto potencial de entrar no organismo, acumular-se e ser transferido na cadeia trófica e muitos estudos têm demonstrado os efeitos sobre várias funções em animais, quando expostos a estes metais. O rio Paraíba do Sul vem apresentando concentrações de alumínio (Al) e manganês (Mn) acima dos valores permitidos pela legislação Brasileira e, além disso, fatores abióticos tais como a acidez da água, podem contribuir para alteração do potencial de toxicidade, podendo acarretar em danos à biota aquática. As respostas desencadeadas pelos animais a estas mudanças ambientais podem levá-los a um estado de estresse, que é altamente energético devido à realocação de substratos inicialmente destinados às atividades de elevada demanda energética, como crescimento e reprodução, em direção às atividades que requerem intensificação para restaurar a homeostase. O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos dos metais Al e Mn em pH ácido, isoladamente e em combinação, durante 96 horas (teste agudo) nas brânquias e nos substratos metabólicos de fêmeas vitelogênicas de Astyanax bimaculatus e, adicionalmente após um período de 96 horas em água limpa, verificar a habilidade dos animais em se recuperar na ausência destes metais. Os animais foram divididos em 5 grupos experimentais: CTR em pH neutro; pH ácido; Al; Mn; e Mn+Al. Os dados mostram que quando expostos a estes metais isoladamente, a atividade enzimática da bomba Na+/K+ ATPase e a quantidade de células de cloreto foram diminuídas, no entanto quando combinados, estes efeitos não foram observados. O Al isolado e em associação com o Mn promoveu peroxidação de fosfolipídios de membrana. Além disso nos animais expostos aos dois metais juntos, houve um aumento de ácidos graxos monoinsaturados (MUFA) e saturados (STA) acompanhado pela diminuição dos ácidos graxos polinsaturados (PUFA) o que pode ter evitado alterações na atividade de bomba e na quantidade de células de cloreto na combinação destes metais. Considerando-se os substratos metabólicos, a exposição ao Al diminuiu a concentração de proteínas nos ovários e no plasma, glicogênio muscular, além de alterar as porcentagens de MUFA e PUFA no fígado, e PUFA nos ovários. O Al também promoveu lipoperoxidação hepática, e no período de recuperação houve diminuição da concentração de lipídios em vários tecidos analisados. A exposição ao Mn promoveu diminuição das concentrações de proteínas totais em todos os tecidos analisados, seja no período de exposição agudo ou de recuperação, não havendo a recuperação deste substrato no fígado e nos ovários; o Mn promoveu lipoperoxidação nos fosfolipídios das membranas do fígado e, em associação com o Al, pareceu interferir na dinâmica dos PUFA das membranas dos ovários. Várias interações foram observadas entre o Al e Mn, demonstrando casos de antagonismo, potenciação e até mesmo de sinergismo entre estes metais, dependendo do parâmetro fisiológico analisado, evidenciando que a exposição de fêmeas vitelogênicas a estes metais pode ser prejudicial ao processo reprodutivo principalmente devido à ação observada, inclusive nos ovários / The impact of metals in fish physiology has been considered worrying due to their high potential of entering in the organism, to accumulate and be transferred through the food chain and many studies have shown the effects on several functions in animals, when exposed to these metals. The Paraíba do Sul river showed aluminum (Al) and manganese (Mn) concentrations above the values allowed by the Brazilian law and moreover abiotic factors, such as acidic water, can contribute to changing the toxicity potential and can result in damage to aquatic biota. The answers triggered by the animals to these environmental changes can lead to a stress state which has a high energetic cost due to the substrate reallocation, initially designated to activities with high energetic demand, as growth and reproduction, to activities that need to be intensified, to reestablish the homeostasis. The main goals of this study were to evaluate the effects of the metals Al and Mn in acidic pH, alone and in combination, during 96 hours (acute test) in the gills and in metabolic substrates in Astyanax bimaculatus vitelogenic females and, additionally, verify the ability of the animals to recover in the absence of the metals after the 96 hours in clear water. The animals were divided in 5 groups : CTR in neutral pH; acidic pH; Al; Mn; and Mn+Al. The results showed that when the animals were exposed to the isolate metals, there was a decrease in the Na+/K+ ATPase pump activity and in the amount of chloride cells, however when combined, these effects were not observed. Al, isolated or in association with Mn, promoted phospholipids peroxidation in gill membranes. Furthermore, in the animals exposed to both metals together, there were an increase in monounsaturated fatty acids (MUFA) and saturated fatty acids (STA) and decrease in polyunsaturated fatty acids (PUFA) which may have avoided alterations in pump activity and in the amount of chloride cells. In the metabolic substrates, Al exposition decreased plasma and ovaries protein concentration, muscle glycogen, and altered the percentage of MUFA and PUFA in the liver, and PUFA in the ovaries. Al also promoted liver lipoperoxidation, and in the recovery period lipid content decreased in most tissues analyzed. Mn exposition promoted a decrease in total protein content in all tissue analyzed, both in the acute and recovery periods, and there was no recovery of this substrate in liver and ovaries; Mn promoted lipoperoxidation in liver phospolipids and, in association with Al, interfered in the PUFA dynamic in ovaries membranes. Many interactions were observed between Al and Mn, evidencing antagonism, potentiation and also synergism, depending on the physiologic parameter analyzed, showing that the exposition of vitellogenic females to these metals can be harmful to reproductive process due to the observed actions, including in ovaries