Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_ElizabethMachadoBaptestini_D.pdf: 4491574 bytes, checksum: 117d970a1c273ecd6ef9533aa742bb0f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesse trabalho, estudamos doismecanismos de formação de espécies. No primeiro deles, consideramos um modelo espacial de especiação neutra totalmente probabilístico, sem barreiras geográficas ou interações ecológicas. A população evolui devido a influência de reprodução sexuada, mutações e recombinação. O modelo é baseado em acasalamento seletivo dependente de duas distâncias críticas, uma no espaço físico e outra no espaço dos genomas. Os vínculos introduzidos por essas duas distâncias permitem que a população se divida em grupos reprodutivamente isolados. Nossos resultados mostram que essa dinâmica gera padrões de diversidade consistentes com padrões observados na natureza, como distribuição de abundâncias do tipo log-normal, lei de potência para curvas espécie-área, taxas de especiação e extinção constantes e maior número de espécies para baixas dimensões. No segundo, nós generalizamos um modelo de especiação simpátrica baseado em competição intraespecífica, proposto por Dieckmann e Doebeli. Nesse modelo, uma população assexuada, inicialmente idêntica, evolui por seleção direcional para um fenótipo ótimo, onde a competição intraespecífica induz à seleção disruptiva. Nós mostramos que a forma das funções de competição e distribuição de recursos afetam a probabilidade de dois fenótipos coexistirem. Nós desenvolvemos um modelo analítico e simulações computacionais e comparamos os resultados de ambas abordagens / Abstract: In this work, we have studied two different mechanisms of species formation. In the first one, we considered a probabilistic spatial neutral model of speciation, without physical barriers or any kind of ecological interaction. The population evolves under the combined influences of sexual reproduction, mutation and recombination. The model is based on assortative mating and it depends on two critical distances, one in the genetic space and one in the physical space. The constraints imposed by these two distances allow the population to split in reproductively separated groups. Our results show that this kind of dynamics creates patterns of biodiversity in agreement with observed data, like lognormal distributions of species abundance, power law species-area relationships, steady speciation and extinctions rates and more species in low dimensions. In the second model, we generalized a sympatric speciation model based on intraspecific competition, proposed by Dieckmann and Doebeli. In that model, an assexual population, initially identical, evolves by directional selection to an optimal phenotype, where intraspecific competition induces disruptive selection. We show that the shape of the competition and carrying capacity kernels affects the likelihood of emergence of two coexisting phenotypes. We developed an analytical and a computational model and we compared the results of both approaches / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutora em Ciências

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Henrique da Rocha.pdf: 1457832 bytes, checksum: 601a9b8393782cd1f8fee92a45fbe86c (MD5) Previous issue date: 2016-04-06 / Fundação Araucária / Siluriforms is one of the most significant orders and greater diversity of species in the Neotropics, being Corydoras genus with the highest number of species. This group has color patterns and external morphology very similar among species. In this context, the present study used the cytogenetics and morphometry to characterize and differentiate Corydoras carlae and Corydoras sp. B of the Iguassu River basin. The diploid number found was 46 chromosomes, with karyotype formula of 22m + 22sm + 2st, and NF equal to 92. The impregnation with silver nitrate showed two bearing-NORs chromosomes and fluorescent hybridization with 18S ribosomal probe confirmed this result, charactering simple NORs system for species. Furthermore, the 5S rDNA was co-located with the 18S rDNA for Corydoras carlae and Corydoras sp. B. However, Corydoras sp. B have an extra marking 5S rDNA, located in interstitial position on the short arm of one submetacentric chromosome. The heterochromatin constitutive was found in centromeric and pericentomeric regions for both species, but with differences in the bearing chromosomes. The morphometric traits showed morphological differences between the two species, provided by indices: body height / standard length; interorbital distance / length of the head; horizontal diameter of orbit / length of the head. The results demonstrate that although both species have the same diploid number,e same karyotype formula and simple NORs system, C. carlae e Corydoras sp. B are different how much the location of the heterochromatin constitutive and in the 5S rDNA number bearing chromosomes, and present morphological differences which distinguish the two species. / Siluriformes é uma das ordens mais representativas e com maior diversidade de espécies da região Neotropical, sendo Corydoras o gênero com o maior número de espécies. Esse grupo apresenta padrões de coloração e morfologia externa muito semelhantes entre as espécies. Nesse contexto, o presente estudo utilizou a citogenética e a morfometria para caracterizar e diferenciar as espécies Corydoras carlae e Corydoras sp. B da bacia do rio Iguaçu. O número diplóide encontrado foi de 46 cromossomos, com fórmula cariotípica de 22m+22sm+2st e NF igual a 92 para ambas as espécies. A impregnação com o nitrato de prata revelou dois cromossomos portadores de RONs e a hibridização in situ fluorescente com sonda ribossomal 18S confirmou este resultado, caracterizando sistema de RONs simples para as espécies. Além disso, o DNAr 5S foi co-localizado com o DNAr 18S para Corydoras carlae e Corydoras sp. B. No entanto, Corydoras sp. B tem uma marcação extra de DNAr 5S, localizada em posição intersticial no braço curto de um cromossomo submetacêntrico. A heterocromatina constitutiva foi evidenciada em regiões centroméricas e pericentoméricas para ambas espécies, porém com diferenças nos cromossomos portadores. Os caracteres morfométricos avaliados demonstraram diferenças morfológicas entre as duas espécies, proporcionada pelos índices: altura do corpo/comprimento padrão; distância interorbital/comprimento da cabeça; diâmetro horizontal da orbita/comprimento da cabeça. Os resultados demonstram que, apesar das espécies apresentarem o mesmo número diplóide, mesma fórmula cariotípica e sistema de RONs simples, C. carlae e Corydoras sp. B são diferentes quanto a localização da heterocromatina constitutiva e o número de cromossomos portadores de DNAr 5S, além de apresentarem diferenças morfológicas que separam as duas espécies.

Dolichandra s.l. é um gênero de lianas com distribuição neotropical pertencente a família Bignoniaceae, tribo Bignonieae. A atual circunscrição do gênero foi estabelecida com base em uma filogenia molecular da tribo, a qual foi interpretada a luz de caracteres morfológicos. Atualmente são reconhecidas 10 espécies, duas delas propostas nesta dissertação. Espécies de Dolichandra s.l. apresentam grande variação em sua distribuição geográfica e habitats ocupados, bem como em caracteres morfológicos relacionados aos sistemas de polinização e dispersão. O presente estudo teve como objetivos: (1) reconstruir a filogenia de Dolichandra s.l. utilizando os marcadores moleculares plastidiais ndhF e rps32-trnL e o marcador nuclear PepC, e (2) utilizar a filogenia como base para inferir os processos que atuaram na especiação do gênero. Amostras de quatro grupos externos e 20 indivíduos de Dolichandra s.l. foram obtidas, totalizando nove de Dolichandra s.l. Filogenias bem resolvidas para os três marcadores amostrados revelaram que tanto o gênero, como as espécies com mais de um indvíduo amostrados são monofiléticas. Dolichandra unguiculata é a primeira linhagem à divergir dentro da família, sendo grupo-irmão das demais espécies do gênero em todas as topologias. Dolichandra acuminata e D. quadrivalvis formam um clado bem sustentado em todas as topologias. Esse clado emergiu para todos os marcadores e critérios de reconstrução como irmão do clado formado por D. dentata, D. hispida, D. uncata e D. unguis-cati. Nesse último clado, D. uncata sempre aparece como irmã das espécies restantes em todas as topologias. Por outro lado, o posicionamento de D. chodatii, D. cynanchoides, D. dentata e D. híspida não está bem sustentado na árvore combinada, refletindo diferenças na topologia entre os marcadores plastidiais e o marcador nuclear. Todos os nós da filogenia apresentam algum grau de simpatria entre suas linhagens, indicando a importância da diferenciação de nichos para a diversificação do gênero e a prevalência de especiação simpátrica no grupo. / Dolichandra s.l. is a genus of lianas found in the Neotropics. It belongs to the family Bignoniaceae, tribe Bignonieae. The actual circumscription of the genus was based on a molecular phylogeny of the tribe and morphological synanpomorphies. Currently the genus comprises ten species, two of than proposed in this dissertation. Species of Dolichandra s.l. have great variation in geographic distribution, habitats occupied, as well as, morphological characters related to pollination and dispersal events. The goals of this study are: (1) Reconstruct the phylogeny of Dolichandra s.l. using the plastid markers ndhF e rps32-trnL and the nuclear marker PepC, and (2) use the phylogeny as base to infer process that acted in genus diversification. A sample from four outgroups and 20 individuals were obtained, accounting nine species of Dolichandra s.l. Well resolved phylogenies for the three markers revealed that the genus, and the multiple sampled species are monophyletic. Dolichandra unguiculata is the first species to diverge, being sister of a clade with the rest of the genus in all topologies. Dolichandra acuminate as sister of D. quadrivalvis is a well supported clade in all topologies. This clade emerged for all markers and criteria as sister of clade with D. dentata, D. hispida, D. uncata, and D. unguis-cati. In the latter clade, D. uncata emerged as sister of the other species in all topologies. On the other hand, the phylognetic position of D. chodatii, D. cynanchoides, D. dentate and D. hispida is not well supported in the combined analysis, revealing differences in topology between plastid and nuclear markers. All the nodes of the phylogeny have some degree of sympatry between lineages, indicating the importance of niche differences for the genus diversification and the prevalence of sympatric speciation.

No presente trabalho foram analisadas amostras de mão (carbonatos) provenientes da Formação Tagatiya Guazú, Grupo Itapucumí Paraguai (extremo sul da Faixa Dobrada Vallemí) e da Formação Tamengo Grupo Corumbá Brasil (Sul da Faixa Paraguai) todas do final do Ediacarano e lâminas delgadas confeccionadas a partir destas amostras e de outros carbonatos da Formação Tamengo e também provenientes da Formação Kuibis, Namíbia. Todas foram fotografadas e os diâmetros dos funis das espécies de Cloudina presentes medidos (tanto das amostras de mão quanto das lâminas delgadas). As medidas obtidas foram analisadas por técnicas estatísticas básicas e testes de normalidade, e não paramétricos (teste de Mann-Whitney, Kruskal-Wallis) e também teste de Kolmogorov-Smirnov para se estabelecer possível semelhança entre as amostras, também se efetuou análises exploratórias de Escalamento Multidimensional não Métrico e Análise de Agrupamento. Os resultados obtidos permitiram estabelecer a presença de três espécies de Cloudina, sendo uma delas nova (C. lucianoi, C. riemkeae e C. latilabrum n. sp.). Também foi possível estabelecer relações ecológicas onde se concluiu que viveram em ambientes semelhantes, juntas temporalmente. Detectou-se a presença de C. riemkeae partir da comparação com as mensurações efetuadas no material proveniente da Namíbia e não foi detectada a presença de C. hartmannae na Faixa Paraguai. Propôs-se uma filoginia para as espécies presentes na Faixa Paraguai e o processo de especiação que teria levado a filogenia proposta. Amostra da Formação Tagatiya Guazú foi submetida a técnica de microtomografia de raio-X. A microtomografia de raio-X permitiu o estabelecimento de um novo organismo ou dubiofossil para o Final do Ediacarano, Virgula itapucumense interpretado como possuindo corpo mole, segmentado que foi considerado como engenheiro de ecossistema pela sua forma de vida, infauna provavelmente se alimentava de tapetes bacterianos, ou também pelotas de fezes de organsmos infaunais. / In the present work were analyzed hand samples (carbonates), as well as thin sections from Tagatiya Guazú Formation, Itapucumí Group, Paraguay (Southern Vallemí Fold Belt) and from Tamengo Formation Group Corumbá, Brazil (Southern Paraguay Belt) from the end of Ediacaran period, and thin slides obtained from these samples and others carbonates from the same formations as well as from Kuibis Formation Namibia. All samples were photographed and the diameter of the funnels of species from Cloudina were measured (from hand samples and thin slides). The measurements were analyzed by simple statistics methods in order to determine mean, standard deviation and other parameters, normality tests were used, and nonparametric tests performed (Mann-Whitney, Kruskal-Wallis) and also the test of Kolmogorov- Smirnov, exploratory technics were applied in order to find any possible similarity between samples. Exploratory techniques NMMDS and Classical Clustering were applied to find affinities between samples. The results of statistical analyses led to the establishment of three species of Cloudina: C. riemkeae, C. lucianoi and C. latilabrum n. sp. in the Paraguay and Vallemí Belt. Also, ecological relations between these species living in the same habitat at the same time at the end of Ediacaran period were inferred. The presence of C. riemkeae was inferred by comparing the measurements of this species present in slides from Namibia with those slides and hand samples from Paraguay Belt. The presence of C. hartmannae was not detected in the Paraguay Belt. A phylogeny for the species of Cloudina present in the Paraguay Belt was proposed as well as a process of speciation that led to this phylogeny. A sample from Tagatiya Guazú was used in X-Ray microtomography. The results of X-Ray Microtomography led to the establishment of a new fossil organism or at least a dubiofossil at the end of Ediacaran period that has soft body and was segmented named Virgula itapucumense, that was considered an ecosystem engineer due to its life mode, infaunal and feeding in bacterial mat, or feces pellets of infaunal organisms.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-28T18:18:17Z No. of bitstreams: 1 Tese Clarissa Lourenço de Araujo.pdf: 7002934 bytes, checksum: 52d368f8ad6a751f994f7846928d0854 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T18:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Clarissa Lourenço de Araujo.pdf: 7002934 bytes, checksum: 52d368f8ad6a751f994f7846928d0854 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Este estudo teve como objetivo contribuir para caracterização do processo de incorporação biológica de metais por duas espécies fitobentônicas, a macroalga Ulva sp. e a macrófita aquática Ruppia maritima, para subsidiar futuras atividades de monitoramento da contaminação da biota aquática da Lagoa Rodrigo de Freitas por metais, bem como de outros sistemas costeiros com condições semelhantes. Este estudo baseou-se na realização de experimentos laboratoriais com o radiotraçador 51Cr (nas formas tri e hexavalente) e com Cr, Cu, Hg, Mn, Pb e Zn, para caracterizar a cinética de incorporação destes pelas duas espécies fitobentônicas. As amostras coletadas na Lagoa Rodrigo de Freitas, foram aclimatadas em laboratório e posteriormente submetidas a experimentos onde foram simuladas condições de mistura de águas salinas e fluviais com água marinha artificial de salinidades 7, 15 e 21‰ e de eventos de aumento dos níveis de matéria orgânica na coluna d’água através da adição de ácidos húmicos. A fim de elucidar os processos de sorção e incorporação de metais foram aplicadas ainda, técnicas de remoção de biofilme e de limpeza do material biológico em solução de EDTA. Nos ensaios com 51Cr (III e IV) foi observada que acumulação do metal por Ulva sp. possui relação inversa com a salinidade, enquanto para R. maritima, o máximo de acumulação ocorre em salinidade 21‰. Nos experimentos com adição simultânea de metais foi observada a seguinte ordem de abundância Pb>Zn>Hg>Cu>Mn>Cr. A maior acumulação dos metais foi observada em salinidade 15‰, com exceção apenas do Hg que apresentou máximo de incorporação em salinidade 21% para alga. Nos ensaios com adição de substâncias húmicas foi evidenciada a redução da incorporação de Cu, Pb e Zn por ambas espécies. No tocante ao potencial de acumulação, foi verificada a maior habilidade de sorção de metais por Ulva sp., independentemente da faixa de salinidade aplicada. Nos ensaios de remoção do biofilme aderido a R. maritima foi observada a redução das concentrações de Cu, Mn e Pb, reforçando o papel deste componente na acumulação de íons metálicos por macrófitas aquáticas. Por fim, no ensaio em que o material biológico foi lavado em solução de EDTA, foi observada a tendência de adsorção superficial de Cu, Mn e Pb, enquanto Cr e Zn, são rapidamente internalizados nos tecidos da macrófita. / This study aims to contribute to the characterization of the process of biological incorporation of metals by two benthonic species, the macroalgae Ulva sp. and the aquatic macrophyte Ruppia maritima, to subsidize future activities of monitoring the contamination of aquatic biota of the Rodrido de Freitas Lagoon for metals, as well as other coastal systems with similar conditions. This study was based on laboratory experiments with the radiotracer 51Cr (in forms tri and hexavalent) and with Cr, Cu, Hg, Mn, Pb and to characterize the kinetics of incorporation of these by two phytobentic species. Samples collected in the Rodrigo de Freitas Lagoon were acclimated in the laboratory and subsequently subjected to experiments where conditions of saline and river water mixed with artificial marine water with salinities of 7, 15 and 21‰ were simulated as well as events that increase the levels of organic matter in the water column through the addition of humic acids. In order to elucidate the processes of sorption and incorporation of metals, techniques for the removal of biofilm and the cleaning of biological material in EDTA solution were also applied. In tests with 51Cr (III and IV) it was observed that accumulation of the metal in Ulva sp. has inverse relationship with salinity, while for R. maritima, the maximum accumulation occurs in salinity 21 ‰. In the experiments with simultaneous addition of metals, the following order of abundance was observed Pb>Zn>Hg>Cu>Mn>Cr. The higher accumulation of metals was observed in salinity 15 ‰, with the exception of Hg that showed maximum incorporation in salinity 21% for algae. In tests with addition of humic substances, the reduction in the incorporation of Cu, Pb and Zn both species was evidenced. In regards to the potential for accumulation, it was verified the greater capability of sorption of metals by Ulva sp., regardless of range of salinity applied. In tests of removal of biofilm attached to R. maritima, the reduction of concentrations of Cu, Mn and Pb was observed, reinforcing the role of this component in the accumulation of metal ions by aquatic macrophytes. Finally, in the biological test material that was washed in EDTA solution, the tendency of surface adsorption of Cu, Mn and Pb was observed, while Cr and Zn are rapidly internalized in the tissues of macrophyte.

Phosphorus (P) one of the essential elements to plants and animals, is a non-renewable resource and accuatlly high demanded in agriculture. The World\'s population growth and future estimatives on food demands raises the question about the sustainability of the current agriculture systems, speccially concerns about the low P use efficiency in agroecosystems. Brazilian agriculture requires high P inputs and many researches has been developed to increase the crops yield and, consequently, food production efficiency. However, this development was achieved at the high costs of mineral fertilisers (specially P) and long-term perspectives about the costs of the intensification in the tropical agriculture is accuattly in debate. In this conxtext, in the present thesis chapter two we evaluated the evolution of the Brazilian cropland basis and P demands, quantifying the Brazil P Legacy and, based on scenarios involving the cropland area and yield expansion, we estimated the future (up to 2050) Legacy P and P fertilisers demand. We also estimated the potential aleviation that could be achieved in the mineral fertilizers consumption by utilisation and improvements on manure P recycling. Alternatively, considering the systems intensification and its effects on P availability, we proposed alternative scenarios to promote the Legacy P utilisation in Brazil\'s improved agriculture systems to grant the agriculture expansion without huge increments on the national P fertilisers consumption. A worldwide recognized advance in Brazilian agriculture is the Cerrado, where large cropland areas accually are cultivated twice a year, improving the food and fiber production without any additional disturbance of natural ecossystems. In this context, no-tillage (NT) agriculture has been widely used and, as consequence, soil fertility has been improved, which could be also farorable to the P availability, when rotation with crop species with P mobilization mechanisms are introduced, such as cover crops utilisation. However, the effects of these improved rotated systems on P bioavailability in long-term in tropical soils remains uncert in the literature and was our objective in the chapter three, where is described a study envolving the evaluation of long-term changes on P fractions in tropical Oxisols, from two long-term field trials involving tillage systems (NT and conventional tillage, CT) and cover crops (millet, brachiaria, maize and control, fallow). The long-term cultivation generated large amounts of legacy P in the soil and with the brachiaria introduction as cover crop, more P was recycled in the topsoil and labile P and all the organic P fractions increased. Based on the cover crop effects, we proposed that the bioavailability of the legacy P could be represented by the P extracted by the labile fractions + moderately labile P fractions. In the chapter four, we used other techniques actually widely applied to P speciation, and we applied in tropical soils affected by the native Cerrado conversion into NT and CT agriculture. A multiple approach to identify and quantify the P forms in tropical soils were proposed by the utilisation of Hedley\'s fractionation togheter with P K-edge XANES for P-bindings into inorganic soil matrix and liquid 31P-NMR spectroscopy to complement the organic P species in tropical soils. / Fósforo (P), um dos elementos essenciais às plantas e animais, é um recurso não-renovável e altamente demandado na agricultura atualmente. O crescimento da população mundial e as estimativas futuras da demanda de alimentos aumentam os questionamentos sobre a sustentabilidade dos sistemas agrícolas atuais, especialmente no que se refere a baixa eficiência no uso do P na agricultura. A agricultura brasileira requer altas quantidades de P e muitas pesquisas tem sido desenvolvidas para aumentar a produtividades das culturas e, conseequentemente, a eficiencia da produção de alimentos. Entretanto, este desenvolvimento tem sido alcançado a altos custos com uso de fertilizantes minerais (sobretudo P) e as perspectivas de longo prazo sobre os custos da intensificação da agricultura tropical estão atualmente em debate. Nesse contexto, no capítulo dois da presente tese avaliamos a evolução da área cultivada no Brasil e das demandas de P, quantificando o legado do P no Brasil e, baseado em cenários envolvendo a expansão da área cultivada e da produtividade, estimamos o futuro (até 2050) legado de P e as demandas por fertilizantes fosfatados. Ainda estimamos a potencial redução no consumo de fertilizantes fosfatados que pode ser alcançada pela utilização e melhorias na reciclagem do P oriundo de dejetos. Alternativamente, considerando a intensificação dos sistemas e seus efeitos na disponibilidade de P, propusemos cenários alternativos visando a utilização do \"Legacy P\" em sistemas agrícolas melhorados para garantir a expansão agrícola sem drásticos incrementos no consumo nacional de fertilizantes fosfatados. Um avanço internacionalmente reconhecido na agricultura Brasileira é o Cerrado, onde extensas áreas agrícolas são cultivadas duas vezes ao ano, incrementando assim a produção de alimentos e fibras sem qualquer custo aos ecossistemas naturais. Nesse contexto, a agricultura sob plantio direto (PD) tem sido amplamente difundida e, como consequencia, a fertilidade dos solos tem-se elevado, o que pode também favorecer a disponibilidade de P, quando são introduzidas rotações com espécies de plantas que apresentam mecanismos de mobilização do P, como o uso de plantas de cobertura. Entretanto, os efeitos desses sistemas melhorados de rotação na biodisponibilidade de P em solos tropicais no longo prazo permanecem incertos na literatura e foram objeto de estudo no capítulo três, onde está descrito um estudo envolvendo a avaliação das mudanças de longo-prazo nas frações de P em Latossolos, oriundos de dois experimentos de campo de longa duração no Cerrado, envolvendo a avaliação de sistemas de preparo (PD e preparo convencional, PC) e plantas de cobertura (milheto, braquiária milho e um controle, apenas pousio). O cultivo por longo tempo resultou em grandes quantididades de \"Legacy P\" acumulado no solo e, com o uso de braquiária como cultura de cobertura, maior quantidade de P foi reciclado para as camadas superiores do solo e as frações de P lábil e todas as frações organicas aumentaram. Baseado nos efeitos das plantas de cobertura, sugerimos que a biodisponibilidade do \"Legacy P\" pode ser representada pelo P extraído nas frações lábeis + o P de frações moderadamente lábeis. No capítulo quatro, utilizamos outras técincas atualmente difundidas para a especiação de P, aplicando-as em solos tropicais influenciados pela conversão do Cerrado nativo em agricultura sob PD e PC. Uma abordagem múltipla para identificação e quantificação de formas de P em solos tropicais foi proposta através da utilização do fracionamento de P proposto por Hedley em conjunto com a especiação de P por XANES da borda K do P para identificação de ligação do P a matrix inorgânica do solo, e espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) para complementação da identificação de espécies orgânicas de P em solos tropicais.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de metodologias baseadas no sistema de Análise por Injeção Seqüencial (SIA) para a determinação de fosfato e silicato, nitrito e nitrato, assim como a especiação de Fe(II) e Fe(III) em amostras de interesse ambiental, com ênfase para sistemas aquáticos. Para todas as determinações utilizou-se a espectrofotometria de absorção molecular na região do visível como técnica de detecção. A determinação de fosfato e silicato foi baseada na reação de ambos os ânions com molibdato de amônio em meio ácido e posterior redução do Mo(VI) à Mo(V) com ácido ascórbico. O procedimento SIA foi desenvolvido para contornar a interferência mútua das duas espécies explorando o efeito de complexação do molibdato pelo ácido oxálico. A determinação de nitrito foi baseada na reação de diazotação com sulfanilamida e diclorato de N-1 naftil etilenodiamina (NED), enquanto a determinação de Fe(II) baseou-se na sua complexação com 1,10 fenantrolina. A determinação de nitrato e Fe(III) foi efetuada pelas mesmas reações após a redução a nitrito e Fe(II) em colunas de cádmio e zinco amalgamado, respectivamente. A estabilidade das curvas analíticas foi avaliada em diferentes dias de trabalho, obtendo-se variações não superiores a 5% durante um período de 4 dias. O sistema de injeção seqüencial foi explorado também no sentido de regenerar as colunas redutoras no intervalo de tempo entre duas amostras. A estabilidade das curvas analíticas, a viabilidade de regeneração das colunas redutoras e a possibilidade de realizar a amostragem através de filtração tangencial, permitindo a realização de análises com características de tempo real, sugerem que o sistema de injeção seqüencial tem grande potencial para ser implementado em estações automáticas de monitoramento da fração solúvel de indicadores de poluição em águas naturais e residuais. / The present work presents the development of analytical methodologies based on Sequential Injection Analysis (SIA) for determination of phosphate and silicate, nitrite and nitrate, as well as speciation Fe(II)/Fe(III) in environmental samples with emphasis for aquatic environments. All determinations were performed using molecular absorption spectrophotometry at the visible range of the spectrum as the detection technique. The determination of phosphate and silicate was based on the reaction of both anions with ammonium molybdate in acidic medium, followed by reduction of Mo(VI) to Mo(V) with ascorbic acid. The SIA procedure was developed to avoid the mutual interference of both species exploiting the complexation of the molybdate by oxalic acid. The determination of nitrite was based on the diazotation reaction with sulfanilamide and N-l naphtyl ethylenediamine dihydrochlorine (NED), while the determination of Fe(II) were based on the complexation with 1,10 phenantroline. The determination of nitrate and Fe(III) were based on the same reactions, performed after their reduction to nitrite and Fe(II) in reducing columns containing cooperized cadmium and amalgamated zinc, respectively. The stability of the analytical curves was evaluated in different working days, in which no variations greater than 5% were observed during a period of 4 consecutive days. The sequential injection analysis was exploited to regenerate the reducing columns in the time interval between two sample. The stability of the analytical curves, the easy and automatic regeneration of the reducing columns, as well as the possibility to perform sampling through tangential filtration, which permits the analysis to be performed in real time, are characteristics that show the potential application of the sequential injection systems in automatic stations for monitoring the soluble fraction of pollution indicators in natural waste waters.

O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência de esgotos domésticos e petroquímicos, dispostos por via de emissário submarino, nas composições físico-químicas e microbiológicas da coluna dágua e na geoquímica dos sedimentos, bem como investigar uma possível relação entre o meio e a composição química das carapaças do foraminífero Ammonia tepida. Para atingir tal objetivo foram coletadas 10 amostras de água e de sedimento superficial, no entorno dos emissários do Araçá e do Terminal Petrolífero Almirante Barroso (TEBAR), além de um ponto controle, no canal de São Sebastião, SP, em março e abril de 2007. Em cada amostra de água foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas. Nos sedimentos, foram realizadas análises granulométricas e geoquímicas (macronutrientes, elementos maiores e traços). Do sedimento, carapaças coradas (indivíduos vivos) e não coradas (mortos) de A. tepida foram triadas e analisadas em espectrômetros de energia dispersiva (MEV-EDS) e de emissão atômica (ICP-OES) para análise química dos elementostraços. Os resultados das análises físico-químicas e microbiológicas da água, indicaram que a coluna dágua não estava contaminada, no momento da amostragem, pois todos os valores obtidos estavam dentro dos limites exigidos pela resolução do CONAMA, nº 357/2005. Os resultados granulométricos mostraram que o sedimento é litoclástico e mais psamítico no Araçá, e mais pelítico, no TEBAR. Já os dados geoquímicos de carbono orgânico, nitrogênio, enxofre e fósforo revelaram que ambas as regiões são propícias ao enriquecimento desses elementos. A concentração de elementos-traço, na maioria dos pontos estudados, nas duas áreas, quando comparada aos valores guia de causaefeito, não foi considerada tóxica para a biota marinha. Contudo, foi observado enriquecimento significativo de cádmio, em certas áreas no Araçá, e de bário, no TEBAR. A concentração deste último elemento, provavelmente, está relacionada à água de produção do terminal. Os elementos-traço das carapaças de A. tepida coradas, em ambos os emissários, apresentaram maior número de correlações significativas com o sedimento, sugerindo que carapaças de foraminíferos mortos estão mais susceptíveis ao viés dos processos diagenéticos. No TEBAR, foram observadas correlações significativas positivas entre os teores de Co, Cr, Mn e Pb nos sedimentos e os elementos-traço das carapaças coradas. Já no Araçá, somente os teores de Cr correlacionaram-se positiva e significativamente aos teores encontrados nas carapaças coradas. Isto corrobora com a influência da composição do sedimento nas reações intracelulares dos foraminíferos, refletidas na construção do exoesqueleto. Diante do exposto, os resultados deste estudo trouxeram luz a novas questões que permitiram inferir que a auto-depuração da água do mar, em ambas as regiões, e a estação de tratamento de efluentes, no TEBAR, não se revelaram eficientes na diluição e/ou remoção do conteúdo de nutrientes, matéria orgânica e elementos maiores e traço. / The goal of this study was to evaluate the influence of domestic and petrochemical sewage, discharged through a submarine sewage outfall, on the physicochemical and microbiological composition of the water column and the geochemistry of sediments. As well as to investigate a possible relationship between the environment and the chemical composition of Ammonia tepida foraminifer\'s tests. The area where this study was focused on two sewage emissaries: Araçá and Almirante Barroso Petroliferous Terminal (TEBAR), both located in São Sebastião Channel, São Paulo, Brazil. To achieve this goal, 10 water and bottom sediments samples in in March and April of 2007 were collected form each outfall. A background sample also collected as a control. For each water sample physicochemical and microbiological analyses were carried out and, in the sediments, grainsize and geochemical (macronutrients, major and trace elements) were analyzed. Trace elements found in the tests of stained (live) and unstained (dead) Ammonia tepida were identified by scanning electron microscopy using energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The analysis of the water samples showed that the water column was not contaminated. All the concentrations obtained were in accordance with the National Environmental Council (CONAMA) limits. Grain size analysis, demonstrated that the sediments are of terriginous origin, being mainly psamitic in Araçá and mainly pelitic in TEBAR. The geochemical data of organic Carbon, Nitrogen, Sulphur and Phosphorus revealed that both regions are susceptible to enrichment in these elements. In both areas, the concentration of trace elements, when compared to quality guideline values, was not considered toxic for marine life. However, significative enrichment in Cadmium in certain areas of Araçá and Barium in TEBAR. The latter is probably related to the terminal\'s water production. In both outfalls, it was observed a significant correlation between the trace elements in the live A. tepida\'s tests and the sediment, which suggests that the dead foraminifera are more susceptible to diagenical bias. In TEBAR the correlations observed were significative and positive among the elements Co, Cr, Mn and Pb present in the sediments and the trace elements of the stained tests. In the Araçá outfall, only the Cr levels correlate significative and positively with the levels found in the tinged tests. This shows that sediment composition influences the intracelular reactions in the forminifera, which reflected in the exoskeleton\'s building. Given the above, the results of this study brought up new questions that allowed to infer that sea water depuration at both outfalls, as well as at sewage treatment plant, in TEBAR was not sufficient to dilute and/or remove the nutrient content, the organic matter and major and trace elements of the sewage.

Desenvolveu-se um método espectrofotométrico para determinação de íons Cu(II), Fe(II) e Fe(III) com o reagente cromogênico di-2-piridil cetona benzoilhidrazona (DPKBH), em condições estacionárias e em fluxo. Fez-se a caracterização estrutural e estequiométrica do complexo de Cu(II) com DPKBH usando-se técnicas espectroscópicas de infravermelho e massas, além de análise térmica e elementar. Estudou-se, ainda, a estequiometria dos complexos de Fe(II) e Fe(III) com DPKBH utilizando espectrometria de massas com ionização por electrospray. Desenvolveu-se, preliminarmente, um método espectrofotométrico para a determinação de íons Cu(II) com DPKBH e aplicou-se em amostras de aguardente. Posteriormente, adaptou-se para análise por injeção em fluxo, utilizando-se injetor comutador manual. Em seguida, desenvolveu-se em condições estacionárias um método espectrofotométrico para determinação de Fe(II) e Fe(III) e Cu(II) em uma mesma amostra, com o uso de agentes mascarantes. Fez-se também a adaptação do método para análise em fluxo empregando multicomutação e amostragem binária. Finalmente, determinou-se a concentração de íons Cu(II), Fe(II) e Fe(III) em amostras sintéticas e Cu(II) e ferro total em amostras de sedimento coletadas no reservatório de Guarapiranga. Os resultados obtidos foram comparados com o método de referência de ICP-OES, apresentando concordância para um nível de confiança de 95% da média. / A spectrophotometric method was developed to the determination of Cu(II), Fe(II) and Fe(III) with the chromogenic reagent di-2pyridyl ketone benzoylhydrazone (DPKBH) in stationary conditions as a flow injection process. The structural characterization and the stoichiometry of Cu(II)/DPKBH complex were achieved using infrared spectrometry, mass spectrometry, thermal and elementar analysis. Toe stoichiometry of the Fe(II) and Fe(III) complexes with DPKBH was studied by electrospray ionization mass spectrometry. The spectrophotometric method for the determination of Cu(II) with DPKBH was developed in stationary conditions and, after this, it was adapted to flow injection analysis, using a manual commutator. Subsequently, a spectrophotometric method was developed to determine Fe(II), Fe(III) and Cu(II) in the same sample, in stationary conditions, using masking reagents. This method was also adapted to flow injection analysis, using multicommutation and binary sampling. Finally, Cu(II), Fe(II) and Fe(III) were determined in sediments from Guarapiranga reservoir. The obtained results were compared with the ICP-OES standard methods, showing a good agreement into a 95% confidence level (t-test).

Desenvolveu-se um método espectrofotométrico para determinação de íons Cu(II), Fe(II) e Fe(III) com o reagente cromogênico di-2-piridil cetona benzoilhidrazona (DPKBH), em condições estacionárias e em fluxo. Fez-se a caracterização estrutural e estequiométrica do complexo de Cu(II) com DPKBH usando-se técnicas espectroscópicas de infravermelho e massas, além de análise térmica e elementar. Estudou-se, ainda, a estequiometria dos complexos de Fe(II) e Fe(III) com DPKBH utilizando espectrometria de massas com ionização por electrospray. Desenvolveu-se, preliminarmente, um método espectrofotométrico para a determinação de íons Cu(II) com DPKBH e aplicou-se em amostras de aguardente. Posteriormente, adaptou-se para análise por injeção em fluxo, utilizando-se injetor comutador manual. Em seguida, desenvolveu-se em condições estacionárias um método espectrofotométrico para determinação de Fe(II) e Fe(III) e Cu(II) em uma mesma amostra, com o uso de agentes mascarantes. Fez-se também a adaptação do método para análise em fluxo empregando multicomutação e amostragem binária. Finalmente, determinou-se a concentração de íons Cu(II), Fe(II) e Fe(III) em amostras sintéticas e Cu(II) e ferro total em amostras de sedimento coletadas no reservatório de Guarapiranga. Os resultados obtidos foram comparados com o método de referência de ICP-OES, apresentando concordância para um nível de confiança de 95% da média. / A spectrophotometric method was developed to the determination of Cu(II), Fe(II) and Fe(III) with the chromogenic reagent di-2pyridyl ketone benzoylhydrazone (DPKBH) in stationary conditions as a flow injection process. The structural characterization and the stoichiometry of Cu(II)/DPKBH complex were achieved using infrared spectrometry, mass spectrometry, thermal and elementar analysis. Toe stoichiometry of the Fe(II) and Fe(III) complexes with DPKBH was studied by electrospray ionization mass spectrometry. The spectrophotometric method for the determination of Cu(II) with DPKBH was developed in stationary conditions and, after this, it was adapted to flow injection analysis, using a manual commutator. Subsequently, a spectrophotometric method was developed to determine Fe(II), Fe(III) and Cu(II) in the same sample, in stationary conditions, using masking reagents. This method was also adapted to flow injection analysis, using multicommutation and binary sampling. Finally, Cu(II), Fe(II) and Fe(III) were determined in sediments from Guarapiranga reservoir. The obtained results were compared with the ICP-OES standard methods, showing a good agreement into a 95% confidence level (t-test).