O modelo produtivo da Revolução Verde iniciado no pós-guerra, buscou elevar a produtividade agrícola, com o discurso de suprir as necessidades alimentares de uma crescente população mundial, instalando novas tecnologias que utilizam fertilizantes e pesticidas a fim de garantir elevada produção no campo. A cultura de arroz irrigado, desde o século XX, é a principal atividade agrícola da região do Vale do Paraíba, exibindo uso contínuo de pesticidas com o intuito de combater as pragas. Os recursos hídricos são os mais afetados devido à agricultura exigir elevado suprimento de água, conduzindo o desenvolvimento das riziculturas próximo aos rios. O comprometimento destes recursos naturais gera prejuízos às espécies aquáticas e a saúde humana, principalmente quando são utilizados para abastecimento público. Tal situação exige controle e estudos que possibilitem o monitoramento de pesticidas no ambiente e, que possibilitem conhecer e determinar os efeitos tóxicos que são causados aos organismos, em decorrência da exposição a estas substâncias químicas. Novos métodos analíticos com sensibilidade e robustez adequados, que correlacionem o desenvolvimento e a otimização de maneira lógica e organizada, devem ser desenvolvidos e validados a fim de possibilitar a quantificação confiável destes compostos em água. Neste sentido, este trabalho propôs um estudo para avaliar toxicidade dos ingredientes ativo, bentazona e glifosato, empregados nas culturas de arroz irrigado localizadas no munícipio de Canas/SP, sobre os organismos aquáticos Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcaptata. Assim como, o desenvolvimento e a validação de um método cromatográfico para a determinação de bentazona em água. Os resultados da avaliação da toxicidade mostraram que o bentazona e o glifosato apresentaram toxicidade aguda a D. similis em concentrações >= 0,3 e 4,4 mg L-1, respectivamente. No estudo da toxicidade crônica a P. subcaptata, o bentazona mostrou-se tóxico nas concentrações analisadas, ocasionando até 86% de inibição do crescimento algáceo. O glifosato agiu positivamente sobre a biomassa algal, o crescimento aumentou em 186 a 268 % de acordo com as concentrações avaliadas. O método cromatográfico foi desenvolvido e validado seguindo os principais guias de validação analítica, INMETRO, ANVISA, EURACHEM e IUPAC. A faixa linear, obtida após a validação do método, encontra-se compreendida entre 0,12 a 6,00 mg L-1. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) determinados foram de 0,08 e 0,12 mg L-1, respectivamente. Aplicando o método cromatográfico desenvolvido, foi possível determinar resíduos de bentazona em amostras de água coletada do Rio Canas, obtendo concentrações que variaram de 0,199 a 5,524 mg L-1 durante os meses de outubro, novembro e dezembro de 2015. / The production model of the Green Revolution started after the war, sought to raise agricultural productivity, with the speech to meet the food needs of a growing world population, installing new technologies that use fertilizers and pesticides to ensure high production in the field. The cultivation of rice, from the twentieth century is the main agricultural activity of the Paraiba Valley region, displaying continuous use of pesticides in order to combat pests. Water resources are the most affected due to the agriculture requiring high water supplies, leading the development of riziculturas close to rivers. The commitment of these natural resources generates losses to aquatic species and human health, especially when used for public supply. This situation requires control and studies for pesticide monitoring in the environment and to enable know and determine the toxic effects that are caused to organisms, as a result of exposure to these chemicals. New analytical methods with sensitivity and robustness appropriate, to correlate the development and optimization of logical and organized manner, must be developed and validated to allow reliable quantification of these compounds in water. In this sense, this paper proposed a study to evaluate the toxicity of active ingredients, bentazon and glyphosate employed in rice crops located in the municipality of Canas / SP on aquatic organisms Daphnia similis and Pseudokirchneriella subcaptata. As the development and validation of a chromatographic method for the determination of bentazone in water. The results of the evaluation of toxicity and showed that bentazone glyphosate had acute toxicity to D. similis at concentrations >= 0.3 and 4.4 mg L-1, respectively. In the study of chronic toxicity P. subcaptata, the bentazone proved toxic in the concentrations examined, leading to 86% inhibition of algal growth. Glyphosate act positively on the algal biomass, increased growth in 186 to 268% according to the concentrations tested. The chromatographic method was developed and validated following the main tabs of analytical validation, INMETRO, ANVISA, EURACHEM and IUPAC. The linear range, obtained after the validation of the method, is in the range from 0.12 to 6.00mg L-1. The limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) were determined from 0.08 to 0.12 mg L-1, respectively. Applying the chromatographic method developed, it was possible to determine bentazone residues in water samples collected from the Rio Canas, obtaining concentrations ranging from 0.199 to 5.524 mg L-1 during the months of October, November and December 2015.

O manganês (Mn) é um elemento essencial, porém pode ser tóxico em concentrações acima do requerido fisiologicamente. Assim, motivado pelo aumento nos teores desse metal na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA) e o crescente número de estudos internacionais relacionando desordens neurológicas ao excesso de Mn em águas superficiais, o presente trabalho foi conduzido para avaliar o perfil geoquímico e neurotoxicológico do Mn nos organismos em desenvolvimento em função da especiação química do metal. Desta maneira, no período de agosto/2006 a abril/2007, foram realizadas quatro coletas de amostras de águas superficiais e de sedimentos, nos rios Paranapanema e Itapetininga e no reservatório Jurumirim, localizados na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA, SP). Os estudos de fracionamento químico demonstraram que na bacia ALPA o Mn ocorre basicamente nos sedimentos (Mn ligado a hidr(óxidos) de Fe e Mn > Mn ligado a carbonatos ≈ Mn intercambiável ≈ Mn ligado a silicatos > Mn ligado a matéria orgânica) porém em constante troca com a coluna líquida, onde o Mn ocorre como metal particulado e em menor proporção como metal lábil. Acredita-se que esse padrão de distribuição esteja governado pelas características oxidantes e alcalinas desses sistemas aquáticos. Adicionalmente, foi verificado que a origem do Mn nesses sistemas é de caráter natural, porém com ~ 30 % de riscos ecotoxicológicos. Neste sentido, estudos in vitro (modelos de neurônios) e in vivo (embriões de paulistinha, Danio rerio) com as espécies MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrato, PPi: Pirofosfato) sugeriram que o Mn(II) é mais tóxico do que o Mn(III). Contudo, independentemente da especiação química, o Mn foi mais tóxico para neurônios glutamatérgicos do cerebelo em diferenciação, e para o paulistinha no período embrio-larval, pós-eclosão (> 72 horas pós-fertilização), no qual foram verificados danos neuromusculares. No entanto, a espécie mais tóxica para embriões expostos por 48 h foi o MnCl2 e por 120 h o Mn(II)Cit, sugerindo que o citrato está mediando essa toxicidade, o que é uma exceção ao “Free Ion Activity Model”. Conforme esses resultados foram verificados inibição do metabolismo do lactato e do ascorbato in vitro. Estudos de expressão gênica no paulistinha, mediante RT-PCR qualitativo e quantitativo permitiram verificar alterações no gene mitocondrial mt-co1, que pode ser compensada pela superexpressão do gene hspb11. Esses resultados sugerem que os danos induzidos pelas espécies de Mn devem estar associados à disfunção mitocondrial e do metabolismo energético, seguido da indução de estresse oxi-redutivo, o qual pode ser parcialmente revertido pela administração exógena de lactato e/ou ascorbato, sendo propostos os prováveis mecanismos. A probabilidade de que esses eventos toxicológicos aconteçam em outras espécies, incluindo os seres humanos, é sustentada principalmente pelos estudos tóxico-genômicos, dado que em outras espécies podem ser encontrados ortologos para esses genes, e especialmente para mt-co1, que poderia ser um biomarcador da toxicidade do Mn. Finalmente, sugere-se que os valores de referência de Mn em sedimentos sejam revistos em função das contribuições de frações biodisponíveis, e que esses resultados sejam considerados pelas agências ambientais do Estado em seus programas de avaliação e gerenciamentos de riscos / Manganese (Mn) is an essential element, however it may be toxic in higher than recquired physiological levels. The present work was motivated by the increased levels of this metal in the Alto do Paranapanema (ALPA, São Paulo state) hydrographic basin and to the growing amount of international evidence relating neurological disorders to excess Mn in superficial waters. Therefore, experiments were conducted in order to evaluate Mn both geochemical and neurotoxicological profiles on the developmental stages of aquatic organisms and mammaliam models as a function of metal speciation. During August 2006 to April 2007, four expeditions to ALPA were performed to collect water and sediment samples from rivers Paranapanema and Itapetininga, as well as from Jurumirim reservoir. Chemical fractioning studies showed that Mn occurs mainly in sediments (Mn bound to Fe, Mn (hydr)oxides > Mn bound to carbonates ≈ Interchangeable Mn ≈ Mn bound to silicates > Mn bound to organic matter) but in constant exchange with the liquid column, where Mn occurs as particulated metal and, in lesser amounts, as a labile metal. This distribution pattern is thought to be governed by the oxidant and alkaline conditions of this aquatic system. Also, Mn was found to be of natural origin, however posing ~ 30% of ecotoxicological risks. In vitro (neuronal cells) and in vivo (zebrafish, Danio rerio embryos) studies with the species MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrate, PPi: Pyrophosphate) suggest that Mn(II) is more toxic than Mn(III). However, independently of chemical speciation, Mn was more toxic to cerebellar glutamatergic neurons during differentiation and to zebrafish in the embryo- larval period (> 72 hours pos-fertilization), to which neuromuscular damage was observed. The most toxic species for embryos exposed for 48 h was MnCl2, but in the 120 h exposition experiment Mn(II)Cit was more toxic, suggesting that citrate mediates the toxicity, in an exception to the Free Ion Activity Model. According to these results, it was observed inhibition in the metabolism of lactate and ascorbate in vitro. Gene expression studies of zebrafish were performed by both qualitative and quantitative RT-PCR, displaying changes in the expression of the mithocondrial gene mt-co1 which may be compensated by an overexpression of hspb11 gene. These results suggest that the damage induced by Mn species may be related to mitochondrial and energy metabolism disfunction followed by induction of oxi-reductive stress, which can be partially reverted by the exogenous administration of lactate and/or ascorbate. The putative mechanisms are proposed. The possibility that these toxic events might be important to other species, humans included, is substantiated mainly by the toxicogenomics studies, since ortologs for both genes are widespread. This is especially true to mt-co1, which may be a biomarker for Mn toxicity. Finally, it is suggested that the reference values of Mn in sediments should be revised to accomodate the contributions of bioavailable fractions, and that results should be considered by official environment control agencies during their evaluation and risk management programs

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:55:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MycarlaNRS_DISSERT.pdf: 3216830 bytes, checksum: 07e1141d9905a390774485aa58ed8641 (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / For many decades the problematic raised about the indiscriminate use of pesticides in modern agriculture has incited the interest of many researchers to discover the effects caused by such products in the environment and consequently in the life of the ones which use that products (farmers) and those people who live in places next to the agricultural areas. Facing these facts, this research had the intention of comprehend the environmental perception of habitants of the Distrito Irrigado do Baixo-A?u (DIBA), located in the semiarid of Rio Grande do Norte, by using agro toxics and its possible environmental effects, as well as evaluate the levels of toxicity of waters from agricultural runoff in this region by using eco-toxicological exams with Ceriodaphnia silvestii. Were done 86 interviews with dwellers and farmers from DIBA. With the results reached in the evaluation of the interviews it was possible to identify that one of major problems is the inappropriate discard of empty packs of the pesticides used at that place. The samples collected for eco-toxicological evaluation showed a variation in its toxicity, once that the point of collect which receives waters from different cultures presented in four out of five samples toxicity for the tested species. Therefore, it concludes that the indiscriminate use of pesticides agricultural practice presented a potential to pollute to the irrigation waters, and the absence of elucidation by the farmers about the manipulation of these products contribute to the risk of environmental contamination and the possible decrease of the quality of life of the dwellers of the region / H? d?cadas a problem?tica levantada sobre o uso indiscriminado de pesticidas pela agricultura moderna tem despertado o interesse de muitos pesquisadores na busca dos efeitos causados por tais produtos no meio ambiente e, consequentemente na vida tanto daqueles que fazem uso destes produtos (agricultores) quanto aqueles indiv?duos que residem em regi?es pr?ximas a ?reas agr?colas. Diante disto, esta pesquisa teve o objetivo de compreender a percep??o ambiental de moradores do Distrito Irrigado do Baixo-A?u (DIBA), localizado no semi?rido norteriogradense, frente ao uso de agrot?xicos e seus poss?veis efeitos ambientais, bem como avaliar o grau de toxicidade de ?guas do escoamento agr?cola nesta regi?o atrav?s de testes ecotoxicolol?gicos com Ceriodaphnia silvestii. Um total de 86 entrevistas foi realizado com moradores e agricultores do DIBA. Com os resultados obtidos na avalia??o das entrevistas foi poss?vel identificar que um dos maiores problemas ? o descarte inadequado das embalagens vazias dos pesticidas utilizados no local. J? as amostras coletadas para avalia??o ecotoxicol?gica mostraram varia??o em sua toxicidade, sendo visto que o ponto de coleta que recebe ?guas de diferentes culturas apresentou em quatro das cinco amostras toxicidade para a esp?cie testada. Diante disto conclui-se que a utiliza??o indiscriminada de agrot?xicos pela pr?tica agr?cola apresentou potencial poluidor para ?guas de irriga??o, e que a falta de esclarecimento dos agricultores sobre a manipula??o destes produtos contribuem para o riso de contamina??o ambiental e poss?vel diminui??o da qualidade de vida dos moradores da regi?o

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-05T14:51:43Z No. of bitstreams: 1 Caroline Miranda Biondi.pdf: 739101 bytes, checksum: 70b649020ff8bda42d06423a8a5313c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T14:51:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caroline Miranda Biondi.pdf: 739101 bytes, checksum: 70b649020ff8bda42d06423a8a5313c6 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Knowing the natural background concentration of heavy metals in soil is a fundamental step to estimate its contamination level. Such reference value supports the establishment of soil screening levels for contaminants in soil that may be used to identify areas needing further investigation. Thus to determine the natural background of metals in soils is essential not only to trigger the need for response actions but also to define soil guidelines adequate for monitoring and remediation. These guidelines must take in account the local pedological conditions. In this scenario, the work was carried out to determine the natural concentrations of chromium (Cr), lead (Pb), barium (Ba), cadmium (Cd), arsenic (As), mercury (Hg), iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn), nickel (Ni), copper (Cu), and e cobalt (Co) in order to define soil screening levels of metals for benchmark soils of Pernambuco State. The results showed that the metals concentrations followed the order: Fe, Mn, Ba, Cr, Zn, Pb, Cu, Ni, Co, Cd, As, and Hg. In general, such sequence was independent of the horizon analyzed. Natural concentration could not be directly related to the parent material since pedogenetical processes seem to influence the concentrations of Fe, Mn, Ba, Cr, Zn, Pb, Cd, As, and Hg. Such an association was found only to Cu, Ni, and Co. Most soils presented Cu, Co, Ni, and Zn at lower concentration than that in soils mainly derived from mafic rocks from other Brazilian regions. This corroborates that these metals are more directly related to iron magnesium minerals. According to Brazilian soil guidelines (CONAMA, 2009), Ba, Cr and Hg concentrations were higher than the Levels of Prevention and Intervention which justifies the need for determining local backgrounds concentrations aiming at building national guidelines. The Cd concentration in some surface horizons from Zona da Mata region suggests anthropogenic inputs. The natural concentrations determined for benchmark soils of Pernambuco can be used to define the screening level (natural concentration) for the State’s soils as settled by the national legislation. / Para considerar que um determinado solo está livre de contaminação, faz-se necessário conhecer os teores do metal neste solo em condição natural, sem introdução antrópica. Este valor de referência é a base para a definição de Valores Orientadores de Qualidade do solo. Portanto, a determinação de teores naturais de metais em solos é essencial para a construção de uma legislação que sirva de base ao monitoramento e remediação de áreas contaminadas e que seja adequada a realidade pedológica local. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi determinar os teores naturais de (Cr), chumbo (Pb), bário (Ba), cádmio (Cd), arsênio (As), mercúrio (Hg), ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn), níquel (Ni), cobre (Cu) e cobalto (Co), como base de referência de qualidade para os solos do Estado de Pernambuco. De acordo com os resultados, os teores de metal nos solos de referência de Pernambuco seguiram a seguinte ordem: Fe, Mn, Ba, Cr, Zn, Pb, Cu, Ni, Co, Cd, As e Hg. Em geral, o teor natural de metais pesados não pode ser inferido diretamente do material de origem dos solos, visto que os processos pedogenéticos parecem ser um fator decisivo no teor de Fe, Mn, Ba, Cr, Zn, Pb, Cd, As e Hg. Apenas Cu, Ni e Co puderam ser diretamente relacionados ao material de origem. A maioria dos solos apresentou teores de Cu, Co, Ni e Zn menores que solos de outras regiões do país, com litologia mais máfica, o que corrobora que os teores destes elementos são mais diretamente relacionados aos minerais presentes no material de origem dos solos. Observou-se teores de Cr, Ba e Hg superiores aos Valores de Prevenção e de Intervenção estabelecidos pelo CONAMA (2009), corroborando a necessidade de um maior conhecimento das diversidades regionais para a elaboração de normas nacionais. Foram observados teores de Cd elevados em alguns horizontes superficiais da Zona da Mata, havendo uma provável contribuição de atividades humanas, especialmente pelo fato de que os valores nos horizontes subsuperficiais são baixos e não relacionados aos teores em superfície. Teores naturais de metais determinados nos solos podem ser utilizados como base para definição dos Valores de Referência de Qualidade para os solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-25T14:08:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO José Vinícius O. Carneiro-Final (BC).pdf: 3473579 bytes, checksum: 53d2c12ba53b539b7c125ce7329018ff (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T14:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO José Vinícius O. Carneiro-Final (BC).pdf: 3473579 bytes, checksum: 53d2c12ba53b539b7c125ce7329018ff (MD5) Previous issue date: 2016-09-01 / Diante da necessidade de tratar os contaminantes emergentes (CEs) presentes em águas residuais, o presente trabalho surge como uma rota alternativa de processo terciário a ser implantada nas estações de tratamento de efluentes (ETEs) convencionais. A fotodegradação do diclofenaco de sódio (DCF) mediante processos oxidativos avançados (POA), ocorreu via fotocatálise heterogênea utilizando nanotubos de TiO2 (NTs de TiO2) como fotocatalisadores. Empregou-se um reator em batelada com fotocatalisadores em placa (NTs de TiO2 e NTs de TiO2-Au ) e um reator tubular carregado com um microrreator (fotocatalisador) dotado de NTs de TiO2 sensibilizado ou não com nanopartículas de ouro (NPs Au). A síntese dos NTs de TiO2 ocorreu pelo processo de anodização utilizando como substrato folhas de titânio metálico (Ti). As matrizes nanotubulares foram cristalizadas por tratamento térmico (400°C por 3h). A sensibilização com NPs de Au foi realizada in situ por redução através da radiação UV. A fotodegradação foi realizada a partir da irradiação do simulador solar NEWPORT modelo 67005 com uma lâmpada de Xenônio-Mercúrio (com potência calibrada para 1 SOL), na ausência ou presença de filtro (UV ou visível). A fase cristalina anatase dos NTs de TiO2 foi identificada pela difração de raios X (DRX). Foi estimada pelo refinamento de Rietveld uma cristalinidade de 77% para a superfície fotocatalítica, com a anatase (NTs de TiO2 cristalizados) representando 92,4% desta fase cristalina. A energia de band gap dos fotocatalisadores de 3,23 eV foi determinada pela espectroscopia de reflectância difusa. Através da microscopia eletrônica de varredura (MEVEDD) foi possível visualizar para a folha de Ti lisa, estruturas cilíndricas dos NTs de TiO2 que cresceram perpendicular ao substrato, apresentando um diâmetro médio de 78,87 nm e comprimentos na ordem de 2 µm, no caso da folha de Ti ondulada os NTs de TiO2 cresceram em direções variadas apresentando um diâmetro médio de 81,09 nm e comprimentos na ordem de 3 µm. A presença das NPs Au foi identificada pela espectroscopia de energia dispersiva (EDD). A determinação e quantificação de produto e reagente da fotocatálise heterogênea na degradação do DCF foram realizadas pela combinação de métodos analíticos (Cromatografia líquida de alta eficiência, Ressonância Magnética e Infravermelho por transformada de Fourier), obtendo uma conversão de 100% do DCF para testes no reator em batelada e de 37,0% no reator com recirculação para o melhor sistema fotocatalítico. Foi estimado através da análise de carbono orgânico total (COT) uma mineralização de 18,5% do DCF inicial para o sistema fotocatalítico mais eficiente utilizando o reator com recirculação. A ecotoxicidade do DCF e seus produtos de fotodegradação foi avaliada utilizando microcrustáceos (Artêmias Salinas) como bioindicador. / Faced with the need to address emerging contaminants (ECs) in waste water, this work is an alternative route of tertiary process to be implemented in conventional wastewater treatment plants (WTPs). Sodium diclofenac photodegradation (DCF) by advanced oxidation processes (AOP), occurred via heterogeneous photocatalysis using TiO2 nanotubes (TiO2 NTs) as photocatalysts. He employed a batch reactor with photocatalysts plate (TiO2 NTs and TiO2 - Au NTs) and a tubular reactor charged with a microreactor (photocatalyst) having TiO2 NTs sensitized or not with gold nanoparticles (NPs Au). The synthesis of TiO2 NTs occurred by anodization process using as substrate sheets of metallic titanium (Ti). The nanotubulares matrices were crystallized by heat treatment (400 ° C for 3h). The sensitization Au NPs was performed in situ by reduction by UV radiation. The photodegradation was carried from the irradiation NEWPORT solar simulator 67005 model with a xenon-mercury lamp (calibrated power for 1 SUN) in the absence or presence of filter (UV or visible). The anatase crystalline phase of TiO2 NTs was identified by X-ray diffraction (XRD). It was estimated by Rietveld refinement a crystallinity of 77% at the photocatalytic surface with anatase (TiO2 crystallized NTs) representing 92.4% of this crystalline phase. The energy band gap of 3.23 eV photocatalysts was determined by diffuse reflectance spectroscopy. By scanning electron microscopy (SEM-EDS) it was possible to view the Ti smooth sheet, cylindrical structures of TiO2 NTs that grew perpendicular to the substrate, with an average diameter of 78.87 nm and lengths in 2 µm order, in the case of the corrugated Ti sheet the TiO2 NTs grew in different directions with a mean diameter of 81.09 nm and lengths on the order of 3 µm. The presence of NPs Au was identified by energy dispersive spectroscopy (EDS). The determination and quantification of product and reactant of heterogeneous photocatalytic on the degradation of DCF were performed by a combination of analytical methods (high-performance liquid chromatography, Magnetic Resonance and Infrared Fourier transform ), whereby a conversion of 100 % DCF for testing in batch reactor and 37.0 % in the reactor for recirculating the best photocatalytic system. It was estimated by analyzing total organic carbon (TOC) a mineralization of 18.5 % of the initial DCF for more efficient photocatalyst system using the reactor with recirculation. The ecotoxicity of DCF and its photodegradation products was evaluated using microcrustaceans (Artemias Salinas) as bioindicator.

Orientadora: Profª. Drª. Lúcia Helena Gomes Coelho / Coorientador. Prof. Dr.Eduardo Lucas Subtil / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2018. / Os antibióticos têm sido detectados em diversos compartimentos ambientais em concentrações traço da ordem de ng L-1 e µg L-1. Mesmo em baixos níveis, compostos farmaceuticamente ativos podem afetar a saúde humana e animal. Dentre esses micropoluentes emergentes está a amoxicilina, um antibiótico do tipo penicilina ?-lactâmico muito prescrito e consumido ao redor do mundo. Frente aos problemas relacionados com a presença dessa substância no meio ambiente, em várias situações, faz-se necessária sua remoção. O MBR (biorreator com membranas submersas) é um dos sistemas de tratamento com potencial para remover compostos emergentes do efluente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema MBR piloto para remover amoxicilina de efluente sintético. Para isto, foi montada uma unidade piloto de dois estágios (tanque anóxico e aeróbio) de fluxo contínuo. A operação do sistema se deu em três fases: (1) com vazão de 1 L h-1 e TDH de 40 h; (2) adicionando 100 µg L-1 de amoxicilina no afluente e (3) alterando a vazão da condição (2) para 2 L h-1 e TDH de 20 h. A inserção de amoxicilina no afluente não impactou na eficiência de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e carbono orgânico dissolvido (COD), nem no processo de nitrificação, mas limitou a desnitrificação possibilitando detectar nitrito nas Fases 2 e 3. A alteração do TDH reduziu a porcentagem de remoção de COD (de 84% para 66% da Fase 2 para Fase 3), mas não influenciou na eficiência de eliminação de DQO (>94%), N-NH4+ (>98%) e N-total (>72%). A remoção de amoxicilina reduziu de 80% para 54% com a mudança da vazão. Os mecanismos de remoção de amoxicilina mediados pela atuação do lodo (adsorção e biodegradação) representam a maior fração removida do antibiótico no MBR (66%), o biofilme atua em 3% e a hidrólise contribui com apenas 2% da remoção. Análises cromatográficas confirmaram a presença de cinco produtos de degradação no afluente do sistema. Foi avaliada a sensibilidade de Vibrio fischeri, Daphnia magna, algas Chlorella vulgaris e Raphidocelis subcaptata, sementes de alface (Lactuca sativa) e mostarda (Sinapis alba) e as bactérias Escherichia coli, Bacillus subtilis e Pseudomonas fluorescens. Os ensaios de ecotoxicidade mostraram que todos os organismos são influenciados, ao mesmo tempo, pelos efeitos positivos da composição do esgoto sintético como nutrientes e pelos efeitos negativos da ação da amoxicilina. O ensaio de respirometria mostrou que concentrações de 1 a 100 µg L-1 de amoxicilina não inibiram as bactérias heterotróficas presentes na biomassa do MBR, mas concentrações de 1 a 100 mg L-1 as inibem. / Antibiotics have been detected in several environmental compartments at trace concentrations of ng L-1 and ?g L-1. Even at low levels, pharmaceutically active compounds can impact human and animal health. Among these emerging micropollutants is amoxicillin, a ?-lactamic penicillin antibiotic much prescribed and consumed around the world. Facing the problems related to the presence of this substance in the environment, in several situations, it is necessary to be removed. The MBR (a bioreactor with submerged membranes) is one of the treatment systems with the potential to remove emerging compounds from the effluent. The present work aims to evaluate the efficiency of a MBR system pilot to remove amoxicillin from synthetic wastewater. For this, a continuous flow two-stage (anoxic and aerobic tank) pilot unit was set up. The system operation occurred in three phases: (1) with a flow of 1 L h-1 and HRT = 40 h; (2) adding 100 ?g L-1 of amoxicillin to the influent and (3) altering the flow rate from condition (2) to 2 L h-1 and HRT = 20 h. The addition of amoxicillin in the inffluent did not affect COD and DOC elimination efficiency nor the nitrification process, but limited denitrification and, thus, nitrite was detected in Phase 2 and 3. The HRT change reduced the COD removal percentage (from 84% to 66 % from Phase 2 to Phase 3), but did not influence COD removal efficiency (>94%), N-NH4+ (>98%) and N-total (>72%). The amoxicillin removal decreased from 80% to 54% with flow rate change. The removal mechanisms of amoxicillin mediated by sludge (adsorption and biodegradation) represent the largest removed fraction of the antibiotic in the MBR (66%), the biofilm acts in 3% and the hydrolysis contributes only 2% of antibiotic removal. Chromatographic analyzes confirmed the presence of five degradation products in the effluent. The sensitivity of Vibrio fischeri, Daphnia magna, Chlorella vulgaris and Raphidocelis subcaptata algaes, lettuce (Lactuca sativa) and mustard (Sinapis alba) seed and the bacterias Escherichia coli, Bacillus subtilis and Pseudomonas fluorescens were evaluated. Ecotoxicity assays have shown that all organisms are influenced at the same time by the positive effects of the synthetic wastewater composition and by the negative effects of amoxicillin action. The respirometry assay showed that 1 to 100 ?g L-1 of amoxicillin concentrations did not inhibit the heterotrophic bacteria present in MBR biomass, but concentrations between 1 to 100 mg L-1 inhibit them.

Neste trabalho, objetivou-se o avaliar ecotoxicidade potencial do sedimento do Reservatório Guarapiranga da cidade de São Paulo (Brasil) frente a contaminação por metais, a fim de discutir sua qualidade e sua atual política de gerenciamento ambiental. Os metais analisados foram: Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn. Utilizou-se das ferramentas de sistema de informação geográfica, geoprocessamento de imagens e da geoestatística para avaliação da dispersão espacial dos metais ao longo do sedimento do Reservatório, considerado por este trabalho como aquela região de maior implicação ecotoxicológica para contaminantes metálicos. Analisaram-se também as variáveis granulometria, matéria orgânica, nitrogênio total, fósforo total e umidade do sedimento, a fim de se estudar quimiometria do sedimento, a fim de melhor compreender as distribuições dos contaminantes ao longo do sedimento. Denominou-se esta classe de variáveis quimiométricas de parâmetros estruturais do sedimento. Observou-se grande variabilidade quantitativa e espacial entre os metais analisados, denotando que o Reservatório Guarapiranga sofre contaminação por diferentes vias no sistema. Observou-se falta de correlação quimiométrica entre os parâmetros estruturais do sedimento com os contaminantes metálicos, denotando grande variabilidade interna desse sistema. Referente a política de manejo do Reservatório, especialmente relativa ao controle algal e cianofítico, observou-se um gerenciamento de grande impacto ecossistêmico, focado mais no custo imediato do que em planejamentos de longo prazo. Tal gerenciamento, hoje, traz risco ecotoxicológico ao reservatório, mas também toxicidade potencial à própria população abastecida pelo reservatório quanto àquela sob exposição direta a este reservatório por meio de recreação, esportes náuticos, ou alimentação / In this work, the metal ecotoxicological potential of an urban reservoir\'s sediment has been assessed, in order to discuss its management policies and its implications to the society and to the ecosystem. The Reservoir Guarapiranga has been selected as the model environment for this study, once it possess a long history since its damming, several studies regarding its water and sediment conditions and an easy accessibility. The metals of greater implication to the Guarapiranga\'s cause were the Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn, being selected as the main parameters for this study. Several scientific areas have been applied in this work. Among them, it is cited the Geographical Information System, geostatistical analysis, imagem geoprocessing, geochemical and chemometric analysis and, finally, the ecotoxicology. In order to better understand the relationship between the sediment and its contaminants, this study also assessed the granulometry, organic matter, total nitrogen, total phosphorous and the umidity of the sediment as explainable variables, translated as chemometric variables. My results showed great variability among the metals analized, denoting that each metal has its own path of contamination (contamination source point) in the reservoir, but a main direction (axis) of dispersion on the sediment. This later, mostly due to hydrological and eolic aspects of the ecosystem. Also, it\'s been observed lack of correlation between the chemometric and the metals parameters of the sediment, which also demonstrated the variation and stochasticity of the ecosystem. Lastly, the reservoir\'s environemntal management policies specially related to the algal and cyanophitic controlhave been analized through an ecotoxicological prisma, and it been denoted that it lacks long-term considerations, focusing only at punctual or short to middle-term solutions,resulting in the terrible ecotoxicological condition observed in the Guarapiranga\'s reservoir. Here, I punctuate the importance of new policy making, and its importance to the ecosystem and to the society, once hazardous condition of a reservoir is unberable not only through a ecosystemperspective, but as a sociological one

Um sistema de análises em fluxo com multicomutação foi desenvolvido para a mecanização do bioensaio de toxicidade aguda com a bactéria Vibrio fischeri, o qual é baseado na diminuição da luminescência bacteriana causada por espécies tóxicas.Microbombas solenoide foram utilizadas para melhorar as condições de mistura, permitindo também que diluições fossem realizadas em linha com a alteração do volume de amostra e a sobreposição parcial entre a zona da amostra e a suspensão bacteriana. Uma cela de fluxo em espiral, posicionada na janela de emissão de um espectrofluorímetro, foi empregada para as medidas de luminescência e um banho de água construído em laboratório, baseado no efeito Peltier, foi utilizado para manter a temperatura do bioensaio em (13,0±0,1) °C. Um pequeno volume da suspensão bacteriana (120 ?L) foi selecionado visando minimizar o consumo e, consequentemente, os custos do ensaio. O tempo de contato entre a suspensão bacteriana e a amostra foi reduzido para 5 min para aumentar a frequência de amostragem e evitar a atenuação da luminescência devido ao tempo de vida curto das bactérias. Os valores de CE50 para os controles positivos foram estimados em 2,5 ± 0,7, 2,0 ± 0,5 e 10 ± 4 mg L-1 para o Zn(II), Cu(II), e Cr(VI), respectivamente, sendo concordantes com os valores da literatura. Os valores de CE50 para alguns poluentes emergentes (parabenos, cafeína, acetaminofeno, diclofenaco e ácido salicílico) concordaram com os obtidos utilizando o kit comercial BioTox(TM), realizado em micro placa, a nível de confiança de 95 %. Os coeficientes de variação foram estimados em 2,4 e 2 % (n = 10), na ausência e na presença de 0,6 mg L-1 de Zn(II), respectivamente. O sistema de análises em fluxo proposto é, então, uma alternativa simples, rápida, robusta e precisa para a determinação da toxicidade aguda utilizando pequenos volumes de amostra e suspensão bacteriana. Além disso, o sistema apresenta vantagens em comparação com os bioensaios em batelada e em fluxo, tais como ajuste de salinidade e diluições das amostras em linha e a determinação da cinética de toxicidade das espécies químicas / A multicommuted flow system was developed for automation of the acute toxicity bioassay using Vibrio fischeri bacteria, which exploits the decrease of the bacterial luminescence caused by toxic species. Solenoid micro-pumps were employed to improve mixing conditions and to perform on-line dilutions of the tested compounds by changing the sample volume and exploiting the partial overlap between sample zone and the bacterial suspension. A spiral flow cell, placed at the emission window of a spectrofluorimeter, was employed for signal measurement and a lab-made water bath based on the Peltier effect was used for maintain the temperature of the bioassay at (13.0±0.1) oC. A low volume of the bacterial suspension (120 ?L) was selected in order to minimize its consumption and, consequently, the costs of the assay. The contact time between bacterial suspension and sample was reduced to 5 min to increase the sampling rate and to avoid luminescence fading due to the bacteria short lifetime. EC50 values for positive controls were estimated as 2.5 ± 0.7, 2.0 ± 0.5 and 10 ± 4 for Zn(II), Cu(II), and Cr(VI), respectively, being in agreement with literature values. The EC50 values for some emerging pollutants (parabens, caffeine, acetaminophen, diclofenac and salicylic acid) agreed with those obtained from commercial BioTox(TM) kit performed in micro plate at the 95% confidence level. The coefficients of variation were estimated as 2.4 and 2 % (n=10), in the absence and presence of 0.6 mg L-1 Zn(II), respectively. The proposed flow system is then a simple, fast, robust and accurate alternative for acute toxicity determination, using low sample and bacterial suspension volumes. Furthermore, the system presents advantages in comparison to batch and previous flow-based bioassays, such as the achievement of in-line salinity adjustment and sample dilutions, and the determination of toxicity kinetic for every assayed chemical species

Submitted by Marcela Parini null (maparini@hotmail.com) on 2017-03-14T22:59:21Z No. of bitstreams: 1 Marcela Parini_Dissertaçãofinal!.pdf: 1349112 bytes, checksum: f49135a6c6175389ff49d9073b076472 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-21T20:34:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 parini_m_me_soro.pdf: 1349112 bytes, checksum: f49135a6c6175389ff49d9073b076472 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T20:34:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parini_m_me_soro.pdf: 1349112 bytes, checksum: f49135a6c6175389ff49d9073b076472 (MD5) Previous issue date: 2017-01-19 / A bacia do Ribeira de Iguape e Litoral Sul (CBHU-RB), localizada em uma das poucas áreas ainda preservadas do Estado de São Paulo, apresenta características particulares, pois possui grande parcela de sua extensão em Áreas de Proteção Permanente(APPs), sendo seu bioma exclusivo de Mata Atlântica. Assim o presente trabalho realizou analises de aspectos físico, químicas e ecotoxicológicas em água e sedimento para avaliação de 4 pontos de coleta no Alto da Bacia do Ribeira de Iguape. Os parâmetros analisados em água foram; temperatura, pH, condutividade, oxigênio dissolvido, determinação de sólidos em suspensão e dissolvidos, fixos e difusos, Carbono Orgânico Total (T.O.C), Nitrogênio Orgânico Total (NOT), Demanda química de oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO 20,5). Já no sedimento foram avaliados os parâmetros porcentagem de matéria orgânica, granulometria, fósforo e nitrogênio total. Além de metais totais em água e sedimentos. Ainda, foram realizados testes ecotoxicológicos com microcrustáceo, Ceriodaphnia dúbia, amplamente utilizado em estudos de ecotoxicologia de água doce.Em relação às análises de metais nas amostras de água, foram encontrados valores acima do valor máximo permitido pela RESOLUÇÃO CONAMA 357/05, em todos os pontos de coleta para os metais Arsênio, Cádmio e Chumbo, assim como Manganês nos pontos 1, 2 e 4. Assim, também para as amostras de sedimento foram obtidos altos teores de Chumbo e Zinco em relação aos valores de referência para sedimento, conforme CONAMA 454/2012. Os valores encontrados para os elementos As, Cd, e Pb estiveram próximos aos limites de quantificação para as amostras de água que por sua vez são maiores que os valores da CONAMA. Já para o metal Mn pode ser explicado seu elevado teor devido à ocorrência natural. Os resultados da toxicidade aguda na água não mostraram efeito na mortalidade de microrganismos. No entanto, no sedimento, o ponto 3 apresentou toxicidade aguda e no ponto 2 toxicidade crónica. Através da avaliação das análises físicas, químicas e ecotoxicológicas observou-se que o ambiente encontra-se controlado em sua qualidade ambiental, sendo necessária uma devida atenção para que a região permaneça com características peculiares de área de preservação permanente mesmo com a crescente demanda turística. / The drought is the most limiting and severe abiotic stress for agricultural crops, because it triggers a number of physiological adaptations and anatomical modifications in the plants as an adaptive process in response to the water deficit and which regulates the reduction of water losses from the plant to the atmosphere. In order to know the effect of water stress on the anatomical and physiological characteristics of soybean, as well as the selectivity of herbicides, the present work had as objective to examine the morphological and enzymatic alterations of soybean cultivars: MG / BR 46 Conquista (conventional) and BRS Valiosa (transgenic) by means of response to different water management in the soil, in two stages of vegetative development. The plants were submitted to different soil water management, in the vegetative development stage V2 and V4. Stomatal conductance, foliar area, and leaf and stem anatomy measurements were performed. The antioxidant stress was measured by lipid peroxidation, H2O2 content, proline, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX). The spraying of fomesafen at rate 250 g a.i ha-1 and chlorimuron-ethyl at rate 20 g a.i ha-1 in soybean plants under different water restrictions was also evaluated. BRS Valiosa RR has a better adaptive morphological and anatomical performance in response to a moderate water restriction up to (-0.07 MPa) when it occurs in the first weeks of plant development. SOD, CAT and APX activity of transgenic plants showed an intense increase in the V4 stage, while the conventional cultivar did not overcome the stress condition in this period. These responses appoint that BRS Valiosa (transgenic) has a late response, which increases survival at long periods of water scarcity. Drought reduces visual phytointoxication when sprayed with the herbicides fomesafen and chlorimuron-ethyl. It was found that the spraying of the herbicide fomesafen and chlorimuron-ethyl has a negative effect on rhizobia infection, as well as the water deficit drastically reduced the biological nitrogen fixation and the growth of the soybean plants. When soybean plants were submitted to a moderate drought condition (-0.07 MPa) the conventional cultivar had its development more affected compared to the transgenic cultivar. It was also evidenced that the transgenic cultivar showed to have a greater capacity to support the biological fixation of nitrogen when submitted to a condition of moderate drought (-0.07 MPa) in comparison to the conventional cultivar.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-01-27T09:34:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Barroso Brito - 2016.pdf: 19284674 bytes, checksum: 73aa3e2fc34b886b960712220045839d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-30T10:01:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Barroso Brito - 2016.pdf: 19284674 bytes, checksum: 73aa3e2fc34b886b960712220045839d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T10:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Barroso Brito - 2016.pdf: 19284674 bytes, checksum: 73aa3e2fc34b886b960712220045839d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-23 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Pharmaceuticals can be introduced directly into the environmental by household disposal or pharmaceutical industry waste and indirectly through the excretion of humans and animals. Antibiotics are considered emerging contaminants because they are typically present at very low levels in the environmental and their human or ecological health effects are unclear. β-lactams represent more than 70% of antibiotics consumed in Brazil. Thus, in this context, this work evaluated the environmental impact of antibiotic amoxicillin (AMX) in different organisms, considering its presence in water. For that, we used the phytotoxicity test with seeds of tomato (Lycopersicon esculentum), cucumber (Cucumis sativus) and lettuce (Lactuca sativa), brine shrimp toxicity assay (Artemia salina), and embryo-larval toxicity test zebrafish (D. rerio), considering the lethal and sublethal effects and biomarkers determinations. AMX showed no toxicity to seeds of tomato, cucumber and lettuce in relation to seed germination and root elongation endpoints. For microcrustacean A. salina, AMX did not induce significant mortality after 24 h and 48 h exposure (LC50 > 100 mg/L) and it was classified as non-toxic (not categorized) according to the Globally Harmonized System (GHS). AMX also did not cause significant mortality in embryos and larvae zebrafish during 168 h of exposure. It had no significant effect on embryos hatching and larvae equilibrium. However, AMX significantly increased the larvae size at 6.25, 12.5 and 25 mg/L. Catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST) and lactate dehydrogenase (LDH) activities in embryos and larvae of zebrafish were inhibited at 12.5 mg/L of AMX, 6.25, 12.5, 25, 50 and 100 mg/L of AMX and 1.5, 3.0, 6.25 and 12.5 mg/L of AMX, respectively. Therefore, AMX showed no significant acute toxicity to tested organisms, but it induced sublethal effects on larvae zebrafish in concentrations greater than those found in the aquatic environment, indicating that long-term chronic exposures must be investigated. / Os fármacos e insumos farmacêuticos podem ser introduzidos no ambiente de forma direta, ou seja, através do descarte doméstico ou por efluentes da indústria farmacêutica, e ainda indiretamente, por meio da excreção humana e animal. Os antibióticos são considerados contaminantes emergentes, uma vez que são detectados em concentrações muito baixas no ambiente e seus efeitos sobre o ambiente e saúde humana permanecem incertos. Os β- lactâmicos representam mais de 70% dos antibióticos consumidos no Brasil. Assim, dentro deste contexto, este trabalho propôs avaliar o impacto ambiental do antibiótico amoxicilina (AMX) em diferentes organismos, considerando a sua presença nos recursos hídricos. Para tanto foram utilizados os ensaios de fitotoxicidade com sementes de tomate (Lycopersicon esculentum), pepino (Cucumis sativus) e alface (Lactuca sativa) e de toxicidade aguda com Artemia salina, assim como o teste com o estágio embriolarval de zebrafish (Danio rerio), considerando os efeitos letais, subletais e atividade de biomarcadores enzimáticos. A AMX não foi tóxica para as sementes de tomate, pepino e alface, não apresentando diferenças estatísticas significativas para os parâmetros de germinação das sementes e do desenvolvimento das raízes. Para o microcrustáceo A. salina, a AMX não induziu mortalidade significativa com valores de CL50 maior que 100 mg/L para 24 h e 48 h de exposição, sendo classificada como não tóxica (não categorizada) de acordo com o Globally Harmonized System (GHS). A AMX não provocou mortalidade significante nos embriões e larvas de zebrafish durante as 168 h de exposição, assim como não alterou significativamente a eclosão dos embriões e o equilíbrio de larvas de zebrafish. Entretanto, o antibiótico aumentou significativamente o tamanho das larvas desse peixe nas concentrações de 6,25; 12,5 e 25 mg/L. As atividades da catalase (CAT), da glutationa Stransferase (GST) e da lactato desidrogenase (LDH) de embriões e larvas de peixezebra foram inibidas significativamente nas exposições à 12,5 mg/L de AMX, 6,25; 12,5; 25; 50 e 100 mg/L de AMX e 1,5; 3,0; 6,25 e 12,5 mg/L de AMX, respectivamente. Portanto, o antibiótico AMX não apresenta toxicidade aguda relevante para os organismos testados, mas causa alguns efeitos subletais em larvas de zebrafish em concentrações superiores às encontradas no ambiente aquático, o que indica a necessidade de se investigar exposições a esse composto a longo prazo.