The production of engineered nanoparticles (ENPs) is growing at an incredibly fast rate and will soon become a trillion dollar industry. At this rate of production, there is a great potential for engineered nanomaterials to be released into the environment, both intentionally and unintentionally. TiO2 ENPs are one of the most widely produced nanoparticles with a broad range of applications in paints, inks, sunscreens, cosmetics, astronautics, and air/water purification. TiO2 ENPs have been proposed for their use in agricultural settings as a UV protectant, a defense against harmful bacteria and fungi, or a catalyst for the degradation of pesticides and herbicides. Furthermore, it has been shown to increase several aspects of photosynthesis in spinach including Rubisco and Rubisco activase activity, chlorophyll synthesis, and oxygen evolution. Foliar application of TiO2 ENPs on spinach resulted in a significant increase in plant fresh weight, dry weight, chlorophyll content, net photosynthetic rate, and carboxylase activity of Rubisco. These findings have prompted investigations for the use of TiO2 ENPs as a foliar spray to promote plant growth and yield. The first main objective of this research was to determine if TiO2 ENPs has the capabilities to increase photosynthetic production in Zea mays at concentrations similar to that of the experiments performed with spinach. Secondly, it was examined if the size of the TiO2 was a factor in the increased photosynthetic response by comparing TiO2 ENPs with bulk TiO2. Finally, the determination of whether the boost in photosynthesis resulted in an increased seed quality/quantity. Another aspect of this research was to determine how the interaction of TiO2 ENPs with inorganic contaminants may affect the uptake and accumulation of the contaminants in plants. Cadmium and arsenic are two of the top ten most hazardous substances on the priority list of the Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Sources for Cd and As contamination include atmospheric deposition resulting from mining, smelting, and fuel combustion, phosphate fertilizers, and sewage sludge. Both of these contaminants can be taken up by plant roots and translocated to the leaves and fruits, thus entering the food chain. The release of TiO2 ENPs into domestic and industrial wastewaters is expected to represent the largest release of these nanoparticles. There has been data showing that up to 99% of TiO2 ENPs that enter wastewater treatment plants are retained in the sludge. In addition, TiO2 ENPs are being used at some water treatment plants because of their strong adsorption strength for hazardous materials, such as cadmium, arsenic, and copper and also the photocatalytic breakdown of harmful organic compounds. Since sewage sludge from wastewater treatment plants is applied to agricultural lands as a soil conditioner and fertilizer, this has resulted in the introduction of an estimated 120 g kg-3 per year of TiO2 ENPs. With sewer sludge being the common factor for contamination of agricultural fields, there is a high potential for the simultaneous introduction of TiO2 ENPs and heavy metal contaminants. To date, there has been very little research done for ENP and contaminant interactions. Of the research that has been performed on the subject, the majority of it was conducted using aquatic systems involving fish and daphnids. This research has shown that the interaction of TiO2 ENPs and metal contaminants generally increases the concentration of the contaminant in the organism, however it is still unclear whether the contaminant is biologically available or if it is adsorbed to the surface of the TiO2 ENPs. This information gives rise to two alternative hypotheses on how TiO2 ENPs may affect the fate of heavy metal contaminants in a single substrate growth media. The first is that the TiO2 ENPs may sequester the heavy metals in the soil thus decreasing the amount of the heavy metals that can be taken up by the plant. The alternative is that the TiO2 ENPs could act as a carrier of the metals i.e. if the plant is able to take up the intact TiO2 ENP with heavy metals adsorbed to the surface, it could potentially increase the amount of the metals that enter the plants. The main objective of this study was to determine which of these scenarios is true for broccoli plants that were grown in cadmium and arsenate contaminated growth media.

Orientador: Solange Cadore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:30:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aranha_TaiseSuellendeCastroPorto_M.pdf: 1506809 bytes, checksum: 8eb73b125b97bd8ac0468a36f62aad43 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo principal deste projeto de pesquisa consistiu em desenvolver e validar um método para a determinação de cádmio e chumbo, pela técnica de Espectrometria de Absorção Atômica com Forno de Grafite (GF AAS), nas matrizes rim e fígado de caprinos, ovinos e avestruz. Este trabalho justifica-se pela importância do monitoramento do teor de contaminantes inorgânicos em produtos alimentícios, uma vez que a exposição a estes pode afetar os seres humanos e os animais, devido ao seu potencial tóxico e seus efeitos cumulativos. Além disso, o controle de resíduos em alimentos também é relevante devido às exigências do mercado, como o atendimento às legislações vigentes para a comercialização interna e exportação de produtos. Para o preparo de amostra adotou-se a amostragem em suspensão, um método particularmente atrativo, uma vez que não requer um pré-tratamento químico agressivo, é menos susceptível a contaminação e perda do analito, além de que padrões aquosos podem ser usados para a calibração, facilitando as análises de rotina. Os fatores envolvidos nesta etapa, bem como os parâmetros instrumentais foram otimizados através de planejamentos experimentais. Desta forma, o preparo das amostras de carne foi conduzido à temperatura ambiente, a partir da hidratação de 500 mg da amostra (in natura ou liofilizada), seguida de solubilização com 500 ?L de TMAH 25% (m/v), e avolumando-se para 10,0 mL com água desionizada. As análises foram realizadas por Espectrometria de Absorção Atômica com Forno de Grafite, adotando-se temperaturas de pirólise e de atomização iguais a 500 e 1500 ºC, associadas ao uso de uma combinação de 5 ?g Pg(NO3)2 e 3 ?g de Mg(NO3)2 como modificador químico, para a determinação de Cd. Por sua vez, para a quantificação de Pb, empregaram-se temperaturas de pirólise e de atomização de 1000 e 2000 ºC, com 10 ?g Pg(NO3)2 + 6 ?g de Mg(NO3)2 como modificador químico combinado. Visando atender às legislações nacionais e internacionais, a validação do método foi conduzida em níveis de concentrações específicos, relacionados ao teor máximo de contaminantes (TMC), e os critérios de aceitabilidade das figuras de mérito seguiram as recomendações da comunidade européia (CE/657, CE/333) e do Mercosul (Mercosul/GMC/RES n. 57/94) / Abstract: The main objective of this project was to develop and validate a method for the determination of cadmium and lead, by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GF AAS), in caprines, ovines and ostrich kidney and liver. This work is justified by the importance of monitoring the content of inorganic contaminants in food products, since exposure to them can affect humans and animals due to their toxic potential and their cumulative effects. In addition, the residue control in food is also relevant for commercial reasons, such as attending the existing laws for internal commerce and for exportation. For sample preparation was adopted slurry sampling, a particularly attractive method because it does not require an aggressive chemical pretreatment, is less susceptible to contamination and loss of analyte, and aqueous standards can be used to calibration, facilitating the routine analysis. The factors involved in this treatment, as well as the instrumental parameters, were optimized using experimental designs. In the proposed method, 500 mg meat sample (fresh or lyophilized) was previously hydrated and treated using 500 ?L of tetramethylammonium hydroxide solution (TMAH) which provided stable and homogeneous slurry at room temperature in less than 10 min. The volume was brought up to 10 mL with deionized water. Analyses were performed by GF AAS, adopting pyrolysis and atomization temperatures equal to 500 and 1500 ° C, respectively, associated with the use of 5 ?g Pg(NO3)2 and 3 ?g de Mg(NO3)2 as a chemical modifier for the determination of cadmium. In turn, for the lead quantification, pyrolysis and atomization temperatures equal to 1000 and 2000 °C were employed, respectively, and as chemical modifier 10 ?g Pg(NO3)2 and 6 ?g de Mg(NO3)2, containing triton X-100, was used. In order to comply with national and international legislation, the method validation was conducted on specific concentrations levels, related to the maximum contaminants levels (ML), and the criteria of acceptability of figures of merits followed the European Community and MERCOSUL recommendations / Mestrado / Quimica Analitica / Mestra em Química

Current concerns about inorganic contaminants in food products have raised consumer awareness of anthropogenic sources of heavy metal contamination in ecosystems and their potential threat to human health. Mining and exploration of mineralized zones is a major source of such contamination. Mining throughout the Patagonia Mountains, Arizona, has left a legacy of surface water contamination by acid mine drainage (AMD). This study assessed the impacts of AMD on soils and plants throughout the study area. Concentrations, transport, and loading of heavy metals (Ag, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, and Zn) in soils and plants was quantified using total concentrations, suggested toxic levels, and plant and soil pollution indices. Pollution indices were modified to include antimony and molybdenum. Pollution indices greater than 100 were found in areas disturbed by mining, remediation sites and beyond. Cattle grazing on grasses contaminated by metals were documented.

A fibropapilomatose é uma doença multifatorial em tartarugas marinhas caracterizada por tumores cutâneos benignos. O surgimento da doença é atribuído à associação do Chelonid herpesvirus 5 (ChHV-5), à genética e à fatores ambientais. A tartaruga-verde (Chelonia mydas) é a espécie mais acometida pela doença, sendo esta uma das maiores ameaças à sua sobrevivência. Este estudo teve por objetivo detectar e mensurar seis elementos químicos inorgânicos: Arsênio (As), Cádmio (Cd), Chumbo (Pb), Selênio (Se), Zinco (Zn) e Mercúrio (Hg) em sangue de tartarugas-verdes (Chelonia mydas) capturadas vivas e tecidos (baço, rins, fígado, glândula de sal, musculatura esquelética e tecido ósseo) de necropsias realizadas em indivíduos encontrados mortos. Quatro localidades da costa brasileira foram amostradas: Almofala CE; Fernando de Noronha PE; Vitória ES e Ubatuba SP. Foram colhidas 233 amostras de sangue e 488 amostras de tecido entre março de 2012 e outubro de 2015. As amostras foram analisadas em um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os resultados das análises de sangue apontaram Fernando de Noronha como um possível grupo controle para estudos desta ordem. As e Se foram encontrados em Fernando de Noronha em níveis séricos muito baixos. Tartarugas-verdes das outras três localidades estudadas apresentaram uma diminuição desses elementos quando com sinais de FP, ao mesmo tempo em que apresentaram concentrações maiores de algum elemento químico tóxico, como Pb e Hg. Quanto aos resultados obtidos com amostras teciduais, as tartarugas-verdes com sinais de FP apresentam menores concentrações de As e Se em todos os órgãos analisados, ao mesmo tempo que apresentam maior concentração de Pb em fígado, rins e ossos / Fibropapillomatosis is a multifactorial disease of sea turtles characterized by benign cutaneous tumors. The development of this disease is attributed to the association of Chelonid herpesvirus 5 (ChHV-5), to genetics and environmental factors. The green turtle (Chelonia mydas) is the species most affected by fibropapillomatosis, one of the biggest threats to the survival. The aim of this study was to detect and quantify six inorganic chemical elements: Arsenic (As), Cadmium (Cd), Lead (Pb), Selenium (Se), Zinc (Zn) and Mercury (Hg) in blood samples of green turtles trapped alive, and tissue samples (spleen, kidneys, liver, salt glands, skeletal muscles and bone tissue) collected during necropsies of carcasses. The samples was collected in four different locations of the Brazilian coast: Almofala Ceará; Fernando de Noronha Pernambuco; Vitória Espírito Santo e Ubatuba São Paulo. We collected 233 blood samples and 488 tissue samples between March 2012 and October 2015. Samples were analysed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) techniques. The results of the blood analyses indicated Fernando de Noronha as a possible control group for studies of this nature. As and Se were observed in Pernambuco (Fernando de Noronha) in very low blood levels. Green turtles from the three other locations presented decreased levels of the same elements in cases with signs of FP, while presenting higher concentrations of some of the toxic chemical elements, such as Pb and Hg. The results obtained from tissue samples showed that green turtles with signs of FP present lower As and Se in all analysed organs, and higher [Pb] in liver, kidneys and bone tissues

A fibropapilomatose é uma doença multifatorial em tartarugas marinhas caracterizada por tumores cutâneos benignos. O surgimento da doença é atribuído à associação do Chelonid herpesvirus 5 (ChHV-5), à genética e à fatores ambientais. A tartaruga-verde (Chelonia mydas) é a espécie mais acometida pela doença, sendo esta uma das maiores ameaças à sua sobrevivência. Este estudo teve por objetivo detectar e mensurar seis elementos químicos inorgânicos: Arsênio (As), Cádmio (Cd), Chumbo (Pb), Selênio (Se), Zinco (Zn) e Mercúrio (Hg) em sangue de tartarugas-verdes (Chelonia mydas) capturadas vivas e tecidos (baço, rins, fígado, glândula de sal, musculatura esquelética e tecido ósseo) de necropsias realizadas em indivíduos encontrados mortos. Quatro localidades da costa brasileira foram amostradas: Almofala CE; Fernando de Noronha PE; Vitória ES e Ubatuba SP. Foram colhidas 233 amostras de sangue e 488 amostras de tecido entre março de 2012 e outubro de 2015. As amostras foram analisadas em um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os resultados das análises de sangue apontaram Fernando de Noronha como um possível grupo controle para estudos desta ordem. As e Se foram encontrados em Fernando de Noronha em níveis séricos muito baixos. Tartarugas-verdes das outras três localidades estudadas apresentaram uma diminuição desses elementos quando com sinais de FP, ao mesmo tempo em que apresentaram concentrações maiores de algum elemento químico tóxico, como Pb e Hg. Quanto aos resultados obtidos com amostras teciduais, as tartarugas-verdes com sinais de FP apresentam menores concentrações de As e Se em todos os órgãos analisados, ao mesmo tempo que apresentam maior concentração de Pb em fígado, rins e ossos / Fibropapillomatosis is a multifactorial disease of sea turtles characterized by benign cutaneous tumors. The development of this disease is attributed to the association of Chelonid herpesvirus 5 (ChHV-5), to genetics and environmental factors. The green turtle (Chelonia mydas) is the species most affected by fibropapillomatosis, one of the biggest threats to the survival. The aim of this study was to detect and quantify six inorganic chemical elements: Arsenic (As), Cadmium (Cd), Lead (Pb), Selenium (Se), Zinc (Zn) and Mercury (Hg) in blood samples of green turtles trapped alive, and tissue samples (spleen, kidneys, liver, salt glands, skeletal muscles and bone tissue) collected during necropsies of carcasses. The samples was collected in four different locations of the Brazilian coast: Almofala Ceará; Fernando de Noronha Pernambuco; Vitória Espírito Santo e Ubatuba São Paulo. We collected 233 blood samples and 488 tissue samples between March 2012 and October 2015. Samples were analysed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) techniques. The results of the blood analyses indicated Fernando de Noronha as a possible control group for studies of this nature. As and Se were observed in Pernambuco (Fernando de Noronha) in very low blood levels. Green turtles from the three other locations presented decreased levels of the same elements in cases with signs of FP, while presenting higher concentrations of some of the toxic chemical elements, such as Pb and Hg. The results obtained from tissue samples showed that green turtles with signs of FP present lower As and Se in all analysed organs, and higher [Pb] in liver, kidneys and bone tissues

126 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-08-26T15:03:19Z No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Gilmara - versao final.pdf: 18224828 bytes, checksum: 1f3f2af3ca28cc20aa72bad42c59c0f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-08-26T15:05:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Gilmara - versao final.pdf: 18224828 bytes, checksum: 1f3f2af3ca28cc20aa72bad42c59c0f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-26T15:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Gilmara - versao final.pdf: 18224828 bytes, checksum: 1f3f2af3ca28cc20aa72bad42c59c0f2 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / Contaminantes traços ocorrem naturalmente nos diversos compartimentos do ambiente marinho. Entretanto, as atividades antrópicas proporcionam um aporte elevado de elementos traços e maiores para o ambiente, o qual pode impactar negativamente nos compartimentos abióticos, bem como na biota, comprometendo os serviços ambientais e a ecologia dos diversos ambientes costeiros. Neste contexto, este estudo teve dois objetivos. O primeiro visou otimizar métodos para a determinação de elementos traços e maiores em tecidos de poliqueta e esqueletos de coral. O segundo propôs identificar candidatos potenciais (poliqueta - Chaetopterus variopedatus e caranguejo simbionte Polyonyx gibbesi; moluscos bivalves - Crassostrea rhizophorae, Anomalocardia brasiliana, Mytella guyanensis, Lucina pectinata e Braquidontes exustus) a organismos biomonitores de contaminação por elementos traço e maiores para a Baía de Todos os Santos (BTS). Amostras de bivalves foram coletadas na BTS e Baía de Camamu em 2010 e 2011. As amostras de poliquetas foram coletadas na BTS, entre 2010 e 2012. Amostras de sedimento foram coletadas para análise química e granulométrica. Na BTS, tubo de poliquetas e caranguejo simbionte (P. gibbesi) foram coletados juntamente com poliqueta. Amostras para a análise química foram secas, moídas e submetidas à digestão ou extração com solução ácida para solubilização dos analitos. Em laboratório foram feitos testes de otimização para a digestão ácida das amostras de esqueleto de coral e tecido de poliqueta. Para poliqueta, o método otimizado para digestão por microondas com cavidade, com o uso de mistura ácida de 8,1 mol L-1, forneceu bons resultados e foi aplicado às amostras coletadas na BTS. O método otimizado para digestão de esqueleto de coral, usando solução ácida de 6 mol L-1, forneceu bons resultados para um maior número de elementos traço e pode ser aplicado em pesquisa futura com amostras de esqueletos de corais, para monitorar a contaminação de recifes por Cr, Cd, Co, Cu, Mn e Sn. As concentrações de elementos traço das amostras foram determinadas por espectrometria de massa (ICP-MS) e/ou emissão (ICP OES) com plasma indutivamente acoplado. Os resultados mostraram que cada organismo estudado respondeu de modo diferenciado ao nível de contaminação do ambiente em que vive, incorporando elementos traço e/ou maiores nos tecidos. A incorporação foi influenciada por vários fatores, tais como o tipo de contaminante e a biodisponibilidade no ambiente, nível de contaminação, habitat, hábito alimentar e a fisiologia. Esses fatores foram avaliados em conjunto e considerados na escolha dos melhores candidatos a biomonitores de uma área. Como os níveis de contaminação variam ao longo da BTS, devido às inúmeras fontes de contaminantes, é importante utilizar mais de um grupo de organismo para representar a contaminação de toda a área amostrada. Dentre as espécies estudadas, a ostra C. rhizophorae armazenou concentrações bem mais altas de Cu, Cd e Zn, devido à própria fisiologia. Porém, considerando a distribuição geográfica dos organismos estudados na BTS, as espécies de bivalves M. guyanensis e A. brasiliana, e o poliqueta C. variopedatus, por apresentarem concentrações similares para um maior número de elementos (Al, Ba, Co, Cr, Mn, e Zn), são as mais indicadas a biomonitoras destes contaminantes para a BTS, podendo ser utilizadas no monitoramento de outras regiões costeiras tropicais. / Salvador

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-10-30T02:02:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Uenderson Araujo Barbosa.pdf: 592474 bytes, checksum: 2e0c9a260b9c409a84412c05d6c29b53 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-10-30T02:11:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Uenderson Araujo Barbosa.pdf: 592474 bytes, checksum: 2e0c9a260b9c409a84412c05d6c29b53 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-30T02:11:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Uenderson Araujo Barbosa.pdf: 592474 bytes, checksum: 2e0c9a260b9c409a84412c05d6c29b53 (MD5) / A poluição da água por metais tem recebido muita atenção devido à sua toxicidade, baixa biodegradabilidade e alta bioacumulação destas substâncias. Dentro deste contexto, o presente trabalho propõe a determinação de As, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Pb e Sb em amostras de água potável, de rio e de cisternas coletadas no município de Cachoeira-Bahia, usando espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado. Os dados obtidos foram avaliados utilizando ferramentas de análise multivariada (PCA e HCA) no intuito de verificar a similaridade das amostras coletadas, aumentando a compreensão do comportamento do conjunto de dados. A precisão do método utilizado na determinação foi expressa como desvio padrão relativo (% RSD), os valores variaram entre 0,79 e 5,63% para soluções de concentrações de 0,2 a 25 μg L-1, para todos os analitos. A exatidão foi confirmada pela determinação dos analitos em materiais de referência certificado e teste de adição e recuperação com recuperações entre 88,4 e 109,8 %. Foram coletadas 72 amostras de locais do município de Cachoeira. Os valores de concentrações encontrados para as amostras de água variaram entre 0,301 e 2,813 g L-1 para arsênio, 0,037 e 0,587 g L-1 para cádmio, 0,022 e 1,132 g L-1 para cobalto, 0,046 e 12,74 g L-1 para cromo, 0,031 e 0,982 g L-1 para mercúrio, 0,345 e 40,56 g L-1 para manganês, 0,025 e 10,85 g L-1 para chumbo e 0,011 e 0,756 g L-1 para antimônio. Todas as concentrações encontradas nas amostras analisadas estavam abaixo do limite máximo estabelecido pelo Ministério da Saúde. A análise exploratória demonstrou que houve diferenciação entre os tipos de amostras, principalmente para as amostras de água de cisterna. / The water pollution by metal has received great attention due to it's toxicity, low biodegradability and high bioaccumulation. In this context, this paper has the objective of determinate the concentration of As, Cd, Co, Cr, Hg, Pb, Sd in potable, river and cistern water samples consumed in Cachoeira, Bahia, using inductively coupled plasma mass spectrometry. The obtained data was evaluated utilizing multivariated analysis tools (PCA and HCA) to verify the characterization of the collected samples and help comprehend the data. At first, the pH of the samples was evaluated between 6.5 and 7.8, values in accordance with the table values indicated by the Ministry of Health, between 6.0 and 8.0. The precision of the utilized method was expressed as relative standard deviation (RSD), with values variating between 0.79 and 5.63 % in solutions with a concentration between 0.2 and 25 g L-1, of all analytes. The accuracy of this method was confirmed by the evaluation of analytes in certified reference materials and Spike test (addition/recovery) with recovery variating between 88.4 % and 109.8 %. 72 samples were collected from various points in Cachoeira. The concentration values for the water samples variated between 0.301 and 2.813 g L-1 for arsenic, 0.037 and 0.587 g L-1 for cadmium, 0.022 and 1.132 g L-1 for cobalt, 0.046 and 12.74 g L-1 for chromium, 0.031 and 0.982 g L-1 for mercury, 0.345 and 40.56 g L-1 for manganese, 0.025 and 10.85 g L-1 for lead and 0.011 and 0.756 g L-1 for antimony. All the concentrations evaluated on the samples were below the maximum established by the Ministry of Health. The exploratory sample was an important tool in the characterization of the evaluated samples, because of the differentiation between the kinds of samples for all the analytes determinate, mainly for the cistern water samples

Orientador: Juliana Azevedo Lima Pallone / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T19:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kiyataka_PauloHenriqueMassaharu_M.pdf: 790194 bytes, checksum: e0beb44d58dcf269860ae3ea29511114 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de embalagens poliméricas para contato com alimentos tem crescido nas últimas décadas devido ao aumento do consumo de produtos industrializados. Contaminantes inorgânicos, tais como chumbo (Pb), cádmio (Cd), mercúrio (Hg), e arsênio (As), cuja maior fonte são aditivos, principalmente catalisadores, estabilizantes térmicos, pigmentos e corantes inorgânicos, podem fazer parte da embalagem e migrar para o alimento. No Brasil, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), através da Resolução nº 52 de 2010 estabelece limites e método analítico para quantificar contaminantes inorgânicos em pigmentos e corantes utilizados na fabricação de embalagens e indica também limites de migração dos contaminantes das embalagens poliméricas pigmentadas para uma solução de ácido acético 3%. Este trabalho teve como objetivos avaliar os teores totais de Pb, Cd, Hg e As nas embalagens de polietileno de alta densidade (PEAD) e polipropileno (PP), utilizadas no acondicionamento de iogurte e sorvete, respectivamente, estudar a migração desses elementos para o alimento e para a solução de ácido acético 3%, utilizando a técnica de espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado. O método aplicado foi validado e os parâmetros linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão e exatidão foram considerados adequados. Os resultados obtidos para as análises das embalagens de PP utilizado para sorvete mostraram que oito entre as dez amostras avaliadas apresentaram valores abaixo dos limites de quantificação para Pb, Cd, Hg e As, correspondentes a 18,2 ?g L-1, 2,6 ?g L -1, 1,0 ?g L-1 e 1,7 ?g L -1, respectivamente, e uma embalagem avaliada apresentou resultado para Cd de 0,45 mg kg-1 e uma outra embalagem resultado para Pb de 1,64 mg kg-1. A migração específica desses elementos para o sorvete foi inferior ao limite de quantificação. Os resultados da migração dos elementos Cd, Hg e As para a solução de ácido acético a 3% apresentaram-se inferiores aos limites estabelecidos pela ANVISA, 5 ?g kg-1, 5 ?g kg-1 e 10 ?g kg-1, respectivamente Porém, para o elemento Pb, o resultado não foi conclusivo, uma vez que o limite de quantificação do método utilizado foi superior ao limite estabelecido pela Resolução. Os resultados obtidos para as amostras de PEAD utilizado para o acondicionamento de iogurte mostraram que todas as embalagens avaliadas apresentaram níveis de mercúrio e cádmio abaixo do limite de quantificação, correspondentes a 1,0 ?g L-1 e 1,5??g L-1, respectivamente. Os teores máximos de arsênio e chumbo foram de 0,87 mg kg-1 e 462,3 mg kg-1, respectivamente. A migração específica desses elementos para o iogurte foi inferior ao limite de quantificação. Os resultados da migração de Cd, Hg e As para a solução de ácido acético a 3% apresentaram valores inferiores aos limites estabelecidos pela ANVISA, porém para três amostras de tampas houve migração de Pb para o simulante acima do limite da ANVISA, 10 ?g kg-1. Pelos resultados obtidos notou-se que há o uso de aditivos e substâncias com As, Cd e principalmente Pb ou matérias-primas contaminadas com esses elementos na produção de embalagem, indicando a necessidade de uma legislação ambiental, estabelecendo limites máximos de contaminantes inorgânicos em embalagens e fiscalização por parte da vigilância sanitária / Abstract: The use of polymeric packaging for food contact has increased in the last decades due to the increase of consume of industrialized food. Inorganic contaminants, such as lead, cadmium, mercury and arsenic found in packaging additives, mainly catalysts, thermal stabilizers, inorganic pigments and colorants, may migrate to food. In Brazil, the Resolution nr. 52/2010 published by the ANVISA (National Agency of Sanitary Surveillance) establishes limits and analytical method for quantifying inorganic contaminants in pigments and dyes used for packaging manufacturing and also indicates specific migration limits of the inorganic contaminants into pigmented packaging. This work aimed to evaluate total levels of Pb, Cd, Hg and As in high density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP) packaging, used for ice cream and yogurt, respectively, and to study the migration of these elements into food and acetic acid 3% solution. The technique of Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) was used for the analyses. The method applied was validated and the parameters: linearity, detection and quantification limits, precision and accuracy were considered adequate. The results for the analyses of PP packaging used for ice cream showed that eight in ten evaluated samples were below the limit of quantification (LOQ) for Pb, Cd, Hg and As, corresponding to 18.2 ?g L-1, 2.6 ?g L-1, 1.0 ?g L-1 and 1.7 ?g L-1, respectively. One sample presented 0.45 mg kg-1 for Cd and another sample presented 1.64 mg kg-1 for Pb. The specific migration of these elements into ice cream was below the limit of quantification and the migration results of the elements Cd, Hg and As into acetic acid 3% solution were lower than the limits established by ANVISA, 5 ?g kg-1, 5 ?g kg-1 and 10 ?g kg-1, respectively. However, for element Pb the result was inconclusive, since the limit of quantification of the used method was higher than the limit established by the Resolution. The results obtained for the HDPE samples, used for yogurt, showed that all the packaging evaluated presented levels of mercury and cadmium lower than the limits of quantification (LOQ) corresponding to 1.0 ?g L-1 and 1.5 ?g L-1, respectively. The maximum levels of arsenic and lead were 0.87 mg kg-1 and 462.3 mg kg-1, respectively. The specific migration of these elements into yogurt was lower than the limit of quantification and the results of migration of Cd, Hg and As into acetic acid 3% solution were below the limits established by ANVISA. However, for three cap samples presented Pb migration above the limit established by Anvisa, 10 ?g kg-1. For the results obtained, it was proved that additives, substances and contaminated raw material with As, Cd and Pb are used in packaging manufacturing, showing the need of environmental legislation, establishing maximum concentration limit of inorganic contaminant in packaging and inspection made by sanitary surveillance / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

With increasing global population comes an increase in the need to safe and clean drinking water. Contaminants can arise in drinking water either naturally, or by the interaction of disinfection chemicals with naturally occurring materials, or simply due to by-products of the disinfection mechanism itself. Due to the oxidative nature of our disinfection treatments, these species are in highly oxidized states, and in some cases require chemical reduction to become less harmful. The present work demonstrates the capabilities of aqueous phase corona plasma in reductive treatment of oxidized contaminants found in drinking water. This study focuses on the treatment of the nitrate ion, bromate ion, chlorate ion and monobromoacetic acid, all of which can be found in typical drinking water systems. The second and third chapters within this thesis establish the optimal water matrix conditions for the treatment of bromate, chlorate and nitrate. These experiments investigate the influence of pH, temperature, presence and types of oxidative scavengers, dissolved gases and by-products that are made by this treatment process with these compounds. The main conclusion of these works is that aqueous phase corona discharge is capable of producing chemical compounds with sufficient energy to chemically reduce the nitrate, bromate and chlorate anions. Acidic conditions, under low dissolved oxygen scenarios facilitated the highest amount of reduction of the target contaminants, as well as having the presence of oxidative species scavengers. It was also observed that the anoxic environment could be obtained by introducing alcohols into the contaminated solution which generated sufficient cavitation and bubbling to strip the oxygen from solution. Through a comparison of various carbonaceous compounds as oxidative species scavengers, it was determined that the volatile alcohols provided a better performance than other soluble carbon sources, due to the decrease in dissolved oxygen. The fourth chapter considers different methods of introducing argon, oxygen and nitrogen into the test solution for the effect they would have on the treatment of solutions containing the bromate anion or monobromoacetic acid. The optimal pH for the treatment of monobromoacetic acid was also established, where again the acidic conditions prevailed. Tests were conducted to consider the effect of having the solution pre-saturated with the test gas, continually sparged, or with the gas passing through a hollow discharge electrode. The tests in which gas was blown through the discharge electrode greatly surpassed all other treatment regimes, where nitrogen provided the best removal for both contaminants under acidic conditions for bromate and under acidic and basic conditions for monobromoacetic acid. The fifth chapter provides conclusions for the overall thesis and recommendations for future work. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

A produção industrial do café solúvel brasileiro destina-se, na sua maior parte, ao mercado externo, constituindo-se em um importante ítem de exportação do país. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento e aprimoramento de métodos de análise química adequados à investigação de componentes inorgânicos em café solúvel. Inicialmente foi definido o método de mineralização das amostras através da avaliação de 6 procedimentos diferentes, classificados em 3 classes: (I) microondas focalizado; (II) via úmida convencional e (III) sistema sob pressão em frascos de decomposição com tampas (bombas de teflon). As determinações dos nutrientes e contaminantes inorgânicos: Na, K, Mg, Al, P, S, Ca, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Sb, Pb, Cr, Sn, As, Se e Hg, após a utilização do procedimento de mineralização que emprega o sistema de microondas focalizado com os reagentes HNO3 e H2O2, foram realizadas por espectrometria de emissão atômica com plasma induzido, ICP-AES (da nomenclatura inglesa Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). Interferências de matriz e/ou espectrais foram detectadas nas determinações de Pb, Cr, Sn, As, Se e Hg. No caso do Sn, optou-se pela correção da radiação de fundo através do software do equipamento, pois outras linhas de emissão deste analito eram menos sensíveis e igualmente sujeitas a interferências espectrais. Para o Pb e Cr a escolha de comprimentos de ondas alternativos eliminou os problemas de interferências espectrais devido à matriz das amostras. A aplicação das técnicas de geração de hidretos para o As e Se e a geração de vapor frio para o Hg, possibilitaram as determinações destes analitos nas amostras de café solúvel, aumentando a sensibilidade das análises. Os resultados obtidos para os teores dos nutrientes e contaminantes inorgânicos em 21 amostras de café solúvel disponíveis no mercado brasileiro, foram aceitáveis para o consumo humano, tanto no aspecto nutricional como toxicológico, com exceção de uma amostra com teor de Cr igual a 0,52 ± 0,02 mgKg-1, acima do permitido pela legislação brasileira que fixa o valor máximo de 0,10 mgKg-1. A aplicação de técnicas estatísticas, análise de clusters hierárquicos e componentes principais aos resultados obtidos, possibilitaram investigar a variabilidade das composições minerais e classificar grupos de amostras similares. O emprego da técnica instrumental ICP-AES através do sistema de nebulização convencional e a utilização do sistema de geração de hidretos e vapor frio, mostraram-se adequados para as determinações dos nutrientes e contaminantes inorgânicos em café solúvel, uma vez que níveis de precisão e exatidão aceitáveis foram obtidos. / The production of Brazilian soluble coffee is almost entirely destined for exporting. Therefore, the objective of this work was the development and the establishment of appropriate methods of chemical analysis of inorganic components in soluble coffee. Firstly, the appropriate digestion procedure for soluble coffee samples was defined through the evaluation of six different digestion techniques that were classified into three groups: (I) focused microwave system, (II) conventional wet digestion and (III) pressure digestion system in teflon bombs. The determinations of nutrients and toxic elements: Na, K, Mg, Al, P, S, Ca, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Sb, Pb, Cr, Sn, As, Se, and Hg after the utilization of the focused microwave system with HNO3 and H2O2 reagents, were made by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) technique. Matrix and spectral interferences were detected in the determination of Pb, Cr, Sn, As, Se and Hg. Correction of the background enhancement by the equipment software was made in the determination of Sn, as other analytical lines were unsuitable for this application. For Pb and Cr, the choice of other analytical lines eliminated the problem of matrix and spectral interferences. The application of the hydride generation technique for As and Se and cold atomic vapour with ICP-AES for Hg, were suitable methods to determine these analytes in soluble coffee samples with increased sensitivity of the analysis. The results obtained of nutrients and toxic elements in twenty-one samples of soluble coffee collected from Brazilian market were acceptable to human consumption at nutritional and toxic level with exception of a sample with 0,52 ± 0,02 mgKg-1 of Cr, above the value specified in Brazilian Food Legislation, that fixes the maximum Cr contend in 0,10 mgKg-1. The aplication of statistical techniques analysis of principal components and the hierarchical cluster on the results of mineral compositions, enabled to investigate the variability in the composition and to classify groups of similar samples. The application of the ICP-AES technique using the conventional pneumatic nebulization system, the hydride generation technique and the cold vapour for Hg were suitable to determine the nutrients and toxic elements in soluble coffee, as they provided acceptable results indicating accuracy and precision.