Os minerais essenciais participam de várias funções vitais do organismo, suas deficiências contribuem de maneira significante para a morbidade e mortalidade na infância, especialmente nos países em desenvolvimento, sendo consideradas como problema de saúde pública em todo o mundo. Minerais apresentados na forma de complexos orgânicos têm sido propostos para correção destas deficiências por apresentarem maior biodisponibilidade, quando comparados aos equivalentes sais inorgânicos. Os minerais cobre, ferro, manganês e zinco são essenciais aos organismos vivos (humano e animal), a manutenção de seus níveis de acordo com as necessidade fisiológicas contribuem para a manutenção da saúde, resultando em benefícios econômicos. No presente trabalho foi realizada a preparação e caracterização físico-química de complexos dos minerais Cobre (Cu), Ferro (Fe), Manganês (Mn) e Zinco (Zn) com hidrolisados parciais de proteína de soja. As hidrólises utilizando as enzimas Aranzime e Alcalase foram mais eficientes que as demais hidrólises enzimáticas ou ácidas, entretanto somente a Alcalase foi aprovada para a manufatura de produtos alimentares de consumo humano. A coordenação entre os metais e o hidrolisado pode ser confirmada por pelo deslocamento das bandas ?NH2, ?aCOO- e ?sCOO-. Os complexos obtidos de cobre, ferro, manganês e zinco, posuem em sua composição os respectivos percentuais de ligação: 2,21%, 1,22%, 12,38% e 10,40%. / The essential minerals participate in many vital functions in the organism, its deficiencies contribute in significant way for the morbidity and mortality in the childhood, especially in developing countries, being considered as public health problem in the whole world. Minerals presented in the form of organics complexes have been considered a good choice for these deficiencies, because it presents greater bioavailability when compared with the equivalents inorganic salts. The minerals copper, iron, manganese and zinc are essential to the organisms (human and animal), its physiological levels in accordance with the necessity contribute for the health maintence, resulting in economical benefits. In the present work it was carried through preparation and physical and chemical characterization of mineral complexes of Copper (Cu), Iron (Fe), Manganese (Mn) and Zinc (Zn) with partial hydrolysates of soy protein. The hydrolyses using the Aranzime and Alcalase enzymes had been more efficient than other enzymatic or acid hydrolyses, however only the Alcalase enzyme is approved for the manufacture of alimentary products for human consumption. Coordination between metals and the hydrolysate can be confirmed by the displacement of the ?NH2, ?aCOO- and ?sCOO- bands. The gotten copper, iron, manganese and zinc complexes, had the respective percentages of metal in its composition: 2,21%, 1,22%, 12,38% e 10,40%.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9238_1.pdf: 2366208 bytes, checksum: ed56433ca9af86bbf10ef26163fc1d28 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / O desenvolvimento de analisadores em fluxo e o monitoramento contínuo de alguns processos químicos levaram ao surgimento de sistemas cada vez mais baratos e simplificados com potencial para miniaturização. Para estes propósitos, o uso de sistemas em fluxo pode ser uma atraente alternativa. Dentre estes sistemas, os analisadores fluxo-batelada (FBA) foram aplicados com sucesso na implementação de vários procedimentos analíticos, como: titulações, prétratamento de amostras, adição de analito e análises screening . Apesar de suas características favoráveis, os analisadores FBA previamente propostos usam bombas peristálticas na propulsão dos fluidos. O uso destas bombas pode elevar os custos do analisador e tornar inviável sua miniaturização devido às grandes dimensões dos modelos mais vendidos no mercado. Para superar estes inconvenientes, é proposto neste trabalho um analisador de baixo custo, compacto e com propulsão pneumática de fluidos. Este sistema faz uso de uma bomba-pistão labmade provida de um motor de passo conectado mecanicamente a um pistão metálico e controlada por microcomputador, acoplada a uma câmara de mistura adaptada. O analisador proposto foi aplicado na preparação automática de soluções de calibração para determinação de manganês em águas minerais por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GF AAS). Para fins de comparação, foram preparados dois conjuntos de soluções de calibração, de forma manual e automática (cinco para cada método de preparação), para a construção das curvas de calibração. Não foram observadas diferenças estatísticas significativas entre os resultados obtidos com a aplicação de um teste estatístico (tstudent) para um nível de confiança de 95%. Os desvios-padrão dos procedimentos manual e automático foram sempre menores ou iguais a 0,1 μg·L-1, com capacidade de processar até 80 soluções de calibração por hora. Depois de verificada sua viabilidade de uso, o analisador foi aplicado também na análise de amostras de gasolina usando microemulsões no pré-tratamento desta amostra para determinação de cobre também por GF AAS. Após a realização de estudos e ensaios acerca das microemulsões desenvolvidas para este trabalho, e da otimização dos parâmetros operacionais do analisador, foram realizadas as análises das amostras de gasolina pré-tratadas automaticamente. Mesmo com os problemas apresentados na análise das microemulsões preparadas de forma automática, foi verificada a aplicabilidade do analisador desenvolvido para preparação de soluções de calibração e preparação de microemulsões em linha, com versatilidade, simplicidade, robustez, flexibilidade, sem a pulsação característica do bombeamento peristáltico e custos operacionais baixos foi demonstrada. Além disso, este sistema pode ser também utilizado em análises in situ, pois, devido a suas pequenas dimensões, pode se tornar portátil depois de simples adaptações

O objetivo do presente estudo foi avaliar a capacidade das espécies de mostarda Sinapis alba e Brassica juncea quanto à capacidade de bioacumulação e translocação de manganês, visando conhecer seu potencial de utilização para fitorremediação de solos. O experimento foi realizado em casa de vegetação na Universidade de Taubaté (UNITAU), no campus das Ciências Agrárias, utilizando Latossolo Vermelho Amarelo de classe textural franco argiloso, nas dosagens de 0, 50, 100, 200, 300, 450, 600 e 800 mg kg-1 de Mn, ajustados através de solução de MnSO4.4H2O. Após 50 dias da semeadura foi feita a colheita, lavagem, secagem e moagem da biomassa, e determinação de Mn na parte aérea e raiz. A produção de biomassa mostrou uma correlação negativa com os teores de Mn no solo, tendo a partir da dose de 200 mg kg-1 o crescimento severamente afetado tornando visíveis os sintomas de toxicidade como: manchas amarronzadas de necrose, encarquilhamento das bordas das folhas e perda da cor verde (clorose). A massa seca da parte aérea apresentou diferença significativa entre os tratamentos e na interação tratamento-espécie, sendo a Brassica juncea superior nas doses de 200 e 300 mg kg-1. A produção de massa seca de raiz também mostrou correlação negativa com os teores de Mn no solo, diferença significativa entre os tratamentos e entre as espécies sendo a Brassica juncea superior a Sinapis alba. A bioacumulação de Mn na parte aérea mostrou correlação positiva com o teor de Mn no solo e diferença estatística significativa somente entre os tratamentos. As duas espécies tiveram o mesmo nível de bioacumulação de Mn na parte aérea. Nas raízes houve diferença estatística significativa para os tratamentos nas duas espécies, e correlação positiva com o teor de Mn do solo. Apesar da Sinapis alba apresentar índice médio de translocação maior, a Brassica juncea mostrou maior conteúdo de Mn por planta, com rendimento máximo nas doses de 200 mg kg-1 e 300 mg kg-1 de Mn no solo. As duas espécies mostraram potencial para uso em fitorremediação de solos devido à alta bioacumulação de Mn (hiperacumuladoras) e translocação. A Brassica juncea mostrou-se mais promissora que a Sinapis alba, por apresentar maior tolerância a altas dosagens de Mn no solo. / The aim of this work was to evaluate the manganese uptake and translocation capacity of two species of mustard, Sinapis alba and Brassica juncea, in order to know their potential for use in the phytoremediation process. The experiment was conducted in greenhouse conditions, at the Agricultural Sciences Department of Taubaté University (UNITAU), using samples of Red Yellow Latosol, argillaceous franc textural class soil. The tested soil manganese doses were 0, 50, 100, 200, 350, 450, 600 and 800 mg kg-1, using manganese sulfate in water solution. The sample soil was taken from 60 cm depth, it was bolted, made homogeneous, chemically analyzed, and nutrients adjustments were made. The harvest took place 50 days after sowing; the biomass was washed, dried until constant weight was reached, ground in type Wiley mill the manganese concentration was determined. The biomass production showed negative correlation with soil manganese concentration, having its growth rate strongly affected from 300 mg kg-1 soil manganese dosage on. Also from this soil manganese level on, toxicity symptoms were visible, such as brown speckles that started on the tips of the older leaves and spread down the leaf until the entire blade was covered; chlorosis and necrosis that effectively reduced the photosynthetic capacity of the plants. The tissue dried biomass showed statistical difference among dosages and in dosage-specie interaction, with Brassica juncea showing greater difference than Sinapis alba in 200 and 300 mg kg-1 soil Mn doses. The tissue manganese bioaccumulation showed positive correlation with soil manganese level and significant difference among treatments. Both species had the same tissue bioaccumulation level. The manganese root concentration also had positive correlation with soil manganese, and statistical difference for treatments was present in both species. Although Sinapis alba translocation index was better, Brassica juncea had greater manganese content level, with best results in 200 and 300 mg kg-1 manganese soil dose. Both species showed good potential for use in soil phytoremediation processes, due to high manganese bioaccumulation and translocation level.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009 / As crianças, sobretudo aquelas socialmente vulneráveis, são mais susceptíveis aos efeitos tóxicos da exposição ambiental aos agentes químicos. No processo de desenvolvimento, o sistema nervoso imaturo apresenta grande oportunidade de ação de contaminantes ambientais como o mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e o manganês (Mn). Os objetivos desta investigação foram quantificar o grau de exposição ao Mn em crianças residentes nas proximidades de uma planta metalúrgica de ligas ferro-manganês e avaliar a associação entre os níveis deste metal no sangue e no cabelo e efeitos na função cognitiva. Para tal fim, foi realizada uma revisão da literatura científica sobre exposição de crianças ao Mn e efeitos neuropsicológicos, a qual originou o primeiro artigo. A avaliação da exposição ao Mn foi realizada na Vila Cotegipe, no município de Simões Filho, Bahia. Na primeira etapa do trabalho foram obtidas das crianças de 1 a 10 anos amostras de cabelo para determinação do Mn, sangue para hemograma e amostras para parasitológico de fezes. Foram também coletadas amostras ambientais como: água bruta e tratada, material particulado na fração respirável (PM2.5) e poeira domiciliar. Para fins de comparação, crianças de uma comunidade distante 7,5 km da metalúrgica, e a favor dos ventos, foram incluídas como grupo controle Na segunda etapa da avaliação, foram incluídas somente as crianças de 6 a 11 anos e 11 meses matriculadas na escola municipal local. Novas amostras de cabelo e sangue foram coletadas para análise de Mn, chumbo (Pb) e ferro sérico, sendo solicitada a mãe ou responsável a doação da amostra de cabelo. Nessa etapa foi realizada a avaliação cognitiva, através dos instrumentos WISC-III (Wechesler Intelligence Scale for Children), matriz progressiva de Raven para medir a cognição materna e inventário HOME adaptado para estimar o ambiente familiar. Os resultados das amostras ambientais mostraram que os teores de Mn na água estavam dentro dos padrões aceitáveis a concentração de Mn no ar (PM2.5) estava em média três vezes superior a concentração referência da EPA (RfC 0,05 μg/m3) e os níveis de Mn na poeira domiciliar estavam aproximadamente 20 vezes mais elevados do que os níveis deste na poeira em residências do grupo controle. Das 165 crianças elegíveis os pais de 147 delas concordaram com a participação no estudo e 109 (66,1%) aceitaram doar amostras biológicas. Os níveis de Mn no sangue estavam na maioria (97%) dentro dos valores normais (4-x14 μg/L); porém, tanto em 2007 como em 2008, os níveis de Mn no cabelo tiveram mediana de 9,70 μg/g (1,10-95,50) μg/g e 6,51 μg/g (0,10-76,78 μg/g), respectivamente, superando em muitas vezes a mediana encontrada na população controle 1,09 μg/g (0,30-5,58 μg/g). Os níveis de Mn no cabelo materno encontravam-se igualmente elevados 4,04 μg/g (0,10-77,75 μg/g). Foi observada uma associação significativa entre os níveis de Mn no cabelo da criança e decréscimo no QI na Escala Total, subescala Verbal e fatorial Compreensão, após ajuste pela escolaridade materna e índice nutricional. Foi possível demonstrar pela primeira vez que o Mn também interfere na cognição de adultos, pois as mães ou responsáveis apresentavam um significativo decréscimo de acordo com a concentração de Mn no cabelo, ajustado pela idade, renda familiar e grau de escolaridade. Nossos resultados comprovam que as crianças desta comunidade estão sujeitas a uma exposição excessiva ao Mn oriundas das emissões da metalúrgica, com possíveis conseqüências negativas no desenvolvimento intelectual. Devido aos efeitos observados nas mães, se pode pensar que essas crianças sejam duplamente afetadas pela exposição ao Mn, tanto de forma direta, resultante do efeito do Mn nos seus sistemas nervoso e outra indireta, devido ao seu efeito no intelecto materno, conduzindo a uma menor estimulação neuropiscológica da criança. / Children, especially those socially vulnerable, are more susceptible to toxic effects resulting from environmental exposure to chemical agents. The developing nervous system has great opportunities to the action of environmental contaminants like mercury (Hg), lead (Pb) and manganese (Mn). The objectives of this research were to evaluate the Mn exposure levels in children living in the vicinity of a ferro-manganese alloy plant and investigate the association between Mn levels in blood and hair with the effects on the cognitive function. Initially, we carried out an intensive literature review on the association between children's exposure to Mn and neuropsychological effects, which led to the first article. The field work started with the populational pool and registration of all families within the limits of the Cotegipe Village, Simões Filho town, Bahia, Brazil. After obtaining the informed consent, we collected socio-demographic data among the volunteers. To assess Mn exposure level, we performed the first sampling campaign with children aged 1 to 10 years: hair samples for Mn determination, blood sample for haemogram and stool for intestinal parasites analyses. At this phase we collected environmental samples: water pre a post treatment, particulate matter from respirable fraction (PM2.5) and house dust. In the second exposure assessment campaign we included only children aged 6 to 11 years and 11 months, enrolled in the local public school, who provided hair and blood samples for Mn, lead and serum iron determination. Mothers or caregivers were asked to provide hair sample. This happened concomitantly with the cognitive evaluation, which was assessed using WISC-III (Wechesler Intelligence Scale for Children), Raven's Progressive Matrices for measuring maternal cognition and the adapted HOME to estimate the family environment stimulation. The results of the environmental assessment showed that water Mn levels were within the acceptable standards, Mn concentrations in the air (PM2.5) were on average three times higher than the USEPA reference concentration (RfC 0.05 μg/m3) and Mn levels in house dust were approximately 20 times higher than levels of the house dust in residences distant 7.5 km (control). Of the 165 children enrolled, the parents of 147 agreed to participate in the study and 109 children (66.1%) consented to donate biological samples. Blood Mn levels were in the majority (97%) within the normal range (4-14 μg/L), however in the two campaigns conducted in 2007 and 2008, hair Mn level medians were 9.70 μg/g (1.10-95.50 μg/g) and 6.51 μg/g (0.1-76.78 μg/g), respectively. These levels were much higher than the median level observed in the control group 1.09 μg/g (0.30-5.58 μg/g). Maternal Mn hair levels were also elevated 4.04 μg/g (0.1-77.75 μg/g). We observed a significant association between Mn hair levels and a decreament in Full-Scale, Verbal and factorial Comprehension IQ scores, after adjusting for maternal education and nutritional index. It was possible to demonstrate for the first time that Mn interferes with maternal cognition as well. Cognitive function of mothers and caregivers presented a significant decrease with increasing Mn concentrations in hair, adjusted for age, family income and years of schooling. Our results show that children of this community are subjected to excessive Mn exposure from emissions arising from the industrial plant, with a consequent measurable negative effect on the intellectual development. Based on these findings we could hypothesize that these children are doubly affected, directly due to the Mn effect on their own brains and indirectly as a result of the effect on their mothers‘ cognition, which would tend to provide a poorer neuropsychological stimulation of their children.

O presente trabalho teve como objetivos estudar a potencialidade da FAD associada à oxidação química e comparar com a sedimentação também conjugada à oxidação química, em escala de laboratório, além de avaliar a eficiência de uma unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal no tratamento de água contendo ferro, manganês e matéria orgânica em concentrações acima dos padrões de potabilidade. Nos ensaios de flotação em escala de laboratório, entre os valores de dosagem de coagulante (cloreto férrico) investigados (na faixa de 15 a 35 mg/L) - o valor de 30 mg/L associado ao pH em torno de 6,2 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, na forma de hipoclorito de sódio - apresentou os melhores resultados de remoção de cor, turbidez, ferro e manganês. No caso da sedimentação, também em escala de laboratório, dentre os valores de dosagem de coagulante investigados (30 e 45 mg/L), foi o valor de 30 mg/L associado a valor de pH em torno de 8,5 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, que forneceu os melhores resultados de remoção de turbidez, ferro e manganês. A comparação entre a clarificação por FAD e por sedimentação da água de estudo, consideradas as melhores condições de coagulação e de floculação, mostrou que a flotação apresentou resultados de remoção de turbidez, cor aparente e ferro muito superiores aos obtidos nos ensaios de sedimentação. A unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal apresentou elevada eficiência de clarificação da água de estudo após prévia adequação das condições de oxidação química, coagulação e floculação, em escala de laboratório. Essa unidade foi capaz de operar, com excelente desempenho, com taxas de até 39 m/h, desde que fossem fornecidos 4,3 g de ar/m3 de água e tempo de floculação de 20 minutos. Finalmente, após o estudo e adequação das condições de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido, ) o efluente do flotador foi filtrado em unidade de filtração rápida descendente com leito de areia tendo apresentado residuais de turbidez em torno de 0,40 uT, cor aparente menor que 2 uC, ferro em torno de 0,10 mg/L e manganês a 0,02 mg/L, tanto para o efluente com taxa de flotação de 13 m/h quanto para 39 m/h, após 4 horas de filtração. Isto confirma a utilização, com elevada eficiência, da unidade piloto lamelar de alta taxa e escoamento horizontal com taxas de até 39 m/h, como pré-clarificação da água de estudo. / The aim of this research was to study and compare the potentiality of DAF and sedimentation processes associated with chemical oxidation, using lab scale (batch) as well as to assess the efficiency of a high-rate dissolved air flotation piloto unit with horizontal flow followed by a rapid sand bed filtration system, in the treatment of water with high concentration of iron, manganese and humic substances. For the essays in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (ferric chloride, in the range of 15-35 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to a pH value around 6.2 and oxidant dosage 2.7 mg/L of chlorine, in the form of sodium hypochlorite, presented the best results, in terms of color, turbidity, iron and manganese removal. For the sedimentation essays, also performed in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (30-45 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to 2.7 mg/L of chlorine supplied the best removal results for turbidity, iron and manganese. The comparison between dissolved air flotation and sedimentation clarification in lab scale, when the best conditions of coagulation and flocculation were carried out to both processes, showed that the results for flotation were highly better than the results obtained by sedimentation, in terms of turbidity, color and iron removal. The high-rate DAF pilot unit with horizontal flow showed high clarification efficiency after previous adaptation of the conditions of chemical oxidation, coagulation and flocculation, as investigated at the lab essays. The unit operated with excellent performance using high rates up to 39 m/h, since it was supplied 4.3 g of air/m3 of water and flocculation time of 20 minutes. The sand bed unit of rapid filtration showed high performance in removal of turbidity (around 0.40 uT), color (< 2 uC), iron (around 0.10 mg/L) and manganese (0.02 mg/L), with 4 hours of filtration, when rates from 13 to 39 m/h were used in the high-rate DAF pilot unit. This fact confirms that the use of the high-rate DAF pilot unit with rates up to 39 m/h is feasible with high efficiency as a pre-clarification to the water evaluated.

O presente trabalho teve como objetivos estudar a potencialidade da FAD associada à oxidação química e comparar com a sedimentação também conjugada à oxidação química, em escala de laboratório, além de avaliar a eficiência de uma unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal no tratamento de água contendo ferro, manganês e matéria orgânica em concentrações acima dos padrões de potabilidade. Nos ensaios de flotação em escala de laboratório, entre os valores de dosagem de coagulante (cloreto férrico) investigados (na faixa de 15 a 35 mg/L) - o valor de 30 mg/L associado ao pH em torno de 6,2 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, na forma de hipoclorito de sódio - apresentou os melhores resultados de remoção de cor, turbidez, ferro e manganês. No caso da sedimentação, também em escala de laboratório, dentre os valores de dosagem de coagulante investigados (30 e 45 mg/L), foi o valor de 30 mg/L associado a valor de pH em torno de 8,5 e à aplicação de 2,7 mg/L de cloro, que forneceu os melhores resultados de remoção de turbidez, ferro e manganês. A comparação entre a clarificação por FAD e por sedimentação da água de estudo, consideradas as melhores condições de coagulação e de floculação, mostrou que a flotação apresentou resultados de remoção de turbidez, cor aparente e ferro muito superiores aos obtidos nos ensaios de sedimentação. A unidade piloto de FAD lamelar de alta taxa com escoamento horizontal apresentou elevada eficiência de clarificação da água de estudo após prévia adequação das condições de oxidação química, coagulação e floculação, em escala de laboratório. Essa unidade foi capaz de operar, com excelente desempenho, com taxas de até 39 m/h, desde que fossem fornecidos 4,3 g de ar/m3 de água e tempo de floculação de 20 minutos. Finalmente, após o estudo e adequação das condições de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido, ) o efluente do flotador foi filtrado em unidade de filtração rápida descendente com leito de areia tendo apresentado residuais de turbidez em torno de 0,40 uT, cor aparente menor que 2 uC, ferro em torno de 0,10 mg/L e manganês a 0,02 mg/L, tanto para o efluente com taxa de flotação de 13 m/h quanto para 39 m/h, após 4 horas de filtração. Isto confirma a utilização, com elevada eficiência, da unidade piloto lamelar de alta taxa e escoamento horizontal com taxas de até 39 m/h, como pré-clarificação da água de estudo. / The aim of this research was to study and compare the potentiality of DAF and sedimentation processes associated with chemical oxidation, using lab scale (batch) as well as to assess the efficiency of a high-rate dissolved air flotation piloto unit with horizontal flow followed by a rapid sand bed filtration system, in the treatment of water with high concentration of iron, manganese and humic substances. For the essays in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (ferric chloride, in the range of 15-35 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to a pH value around 6.2 and oxidant dosage 2.7 mg/L of chlorine, in the form of sodium hypochlorite, presented the best results, in terms of color, turbidity, iron and manganese removal. For the sedimentation essays, also performed in lab scale, among the values of coagulant dosage investigated (30-45 mg/L), the dosage of 30 mg/L associated to 2.7 mg/L of chlorine supplied the best removal results for turbidity, iron and manganese. The comparison between dissolved air flotation and sedimentation clarification in lab scale, when the best conditions of coagulation and flocculation were carried out to both processes, showed that the results for flotation were highly better than the results obtained by sedimentation, in terms of turbidity, color and iron removal. The high-rate DAF pilot unit with horizontal flow showed high clarification efficiency after previous adaptation of the conditions of chemical oxidation, coagulation and flocculation, as investigated at the lab essays. The unit operated with excellent performance using high rates up to 39 m/h, since it was supplied 4.3 g of air/m3 of water and flocculation time of 20 minutes. The sand bed unit of rapid filtration showed high performance in removal of turbidity (around 0.40 uT), color (< 2 uC), iron (around 0.10 mg/L) and manganese (0.02 mg/L), with 4 hours of filtration, when rates from 13 to 39 m/h were used in the high-rate DAF pilot unit. This fact confirms that the use of the high-rate DAF pilot unit with rates up to 39 m/h is feasible with high efficiency as a pre-clarification to the water evaluated.

Os metais são de grande importância para os seres vivos em geral e particularmente para o homem. Alguns metais são essenciais ao metabolismo em pequenas quantidades, mas em maiores concentrações tornam-se tóxicos. Com o aumento da população humana e o desenvolvimento tecnológico, a poluição pelos metais tem se tornado um problema mundialmente grave. Nesta pesquisa foi investigada a toxicidade aguda, de forma isolada e em misturas, de quatro metais comuns na face da Terra, o cobre, o cádmio, o mercúrio e o manganês, os quais são muito utilizados e reconhecidamente tóxicos a diversos organismos, sobre a sobrevivência dos invertebrados tropicais, Tramea cophysa (Odonata), Chlamydotheca sp. e Strandesia trispinosa (Ostracoda). A sobrevivência das espécies expostas a uma série de concentrações de cada metal foi avaliada e a sensibilidade comparada entre as espécies estudadas e entre diferentes espécies de regiões tropicais e temperadas por meio de curvas de distribuição das sensibilidades (SSDs). O manganês foi o metal menos tóxico dentre aqueles testados, possivelmente devido à imobilização deste na cutícula das espécies-teste. T. cophysa esteve entre as espécies mais tolerantes aos metais e S. trispinosa entre as espécies mais sensíveis, quando comparadas a outros invertebrados utilizados em testes ecotoxicológicos. Pelas respostas observadas nos testes com os compostos isolados concluiu-se que as espécies selecionadas são organismos adequados para avaliações de toxicidade. Para as combinações dos compostos sulfato de cobre/cloreto de cádmio o modelo da Adição da Concentração foi o que melhor explicou a toxicidade sobre a sobrevivência de S. trispinosa indicando ajuste antagonístico. Para sulfato de cobre/cloreto de mercúrio e sulfato de cobre/sulfato de manganês, o modelo da Adição da Concentração também foi o que melhor explicou a toxicidade sobre a sobrevivência de S. trispinosa, mas indicando sinergismo quando o sulfato de cobre predominou na mistura e antagonismo quando o cloreto de mercúrio e o sulfato de manganês predominaram nas misturas. Já para a mistura cloreto de cádmio/cloreto de mercúrio, o modelo que melhor explicou os efeitos da mistura sobre a sobrevivência de S. trispinosa foi o de Ação Independente, sendo o melhor ajuste aos dados dado pelo desvio sinergístico. Um outro aspecto da toxicidade dos metais avaliados foram os efeitos da exposição de Tramea cophysa e de Chlamydotheca sp. a concentrações sub-letais dos quatro metais. Foi verificado que a taxa de predação de T. cophysa diminuiu quando exposta a concentrações crescentes de sulfato de cobre, cloreto de cádmio e cloreto de mercúrio, enquanto para Chamydotheca sp. houve um aumento na taxa de predação para a maioria das concentrações dos metais testados. Portanto, para entender como os metais afetam as comunidades, é preciso avaliar a toxicidade para cada espécie tanto aguda quanto crônica. Enfrentar esse desafio na Ecotoxicologia é essencial para a compreensão do modo como os contaminantes podem afetar desde o comportamento de indivíduos a comunidades ecológicas. / Metals are very important for live beings in general and particularly for men. Some metals are essential to metabolismo in small amounts, but in higher concentrations they become toxic. With the exponencial increase of human population and technological development, metal pollution has become a severe world-wide problem. In this study we investigated the acute toxicity of isolately and in mixture combinations of four common metals on Earth, which are widely used, but well recognized as toxicants to both, terrestrial and aquatic organisms. The acute toxicity of copper, cadmium, mercury and manganese on the survival of tropical invertebrates, Tramea cophysa (Odonata), Chlamydotheca sp. and Strandesia trispinosa (Ostracoda) was evaluated for each metal isolately and as binary mixtures. The survival of this species exposed to a series of concentrations of each metal was evaluated and their sensitivity compared among the species studied and with different species of tropical and temperate regions by constructing Species Sensitivity Distribution curves (SSDs). Manganese was the least toxic compared to other tested metals, possibly due to its immobilization in the cuticle of the test species. T. cophysa was among the species more tolerant to these metals and S. trispinosa among the most sensitive species when compared to other invertebrates used in ecotoxicological tests. From the responses observed in the tests with the isolated compounds it was concluded that the selected species are adequate to toxicity evaluations. For the combinations of the copper sulfate/cadmium chloride compounds the Concentration Addition model was the one which best explained the toxicity on S. trispinosa survival indicating antagonistic adjustment. For copper sulphate and mercury chloride mixture and copper sulphate and manganese sulphate, the Concentration Addition model also best explained the toxicity of S. trispinosa survival, but indicating synergism when copper sulphate predominated in the mixture and antagonism when mercury chloride and manganese sulphate predominated in the mixtures. For the mixture of cadmium chloride andmercury chloride, the model that best explained the effects of the mixture on the survival of S. trispinosa was that of Independent Action, being the best fit to the data given by the synergistic deviation. Other aspects of the toxicity of the evaluated metals were the effects of the exposure of Tramea cophysa and Chlamydotheca sp. to sub-lethal concentrations of the four metals. It was verified that the predation rate of T. cophisa decreased when exposed to increasing concentrations of copper sulphate, cadmium chloride and mercury chloride, whereas for Chamydotheca sp. there was an increase in the rate of predation for most concentrations of the metals tested. Therefore, to understand how metals affect communities, it is necessary to assess the toxicity for each species both acute and chronic. Addressing this challenge in Ecotoxicology is essential for understanding how contaminants can affect from the behavior of individuals to ecological communities.

Devido aos problemas de deficiência de Mn relatados em soja Roundup Ready, à tendência de aumento de cultivo da soja Intacta RR2 PRO&reg; no Brasil e à possibilidade de aumento de rendimentos desta soja relacionado à resposta a adubação foliar com Mn, realizou-se o presente trabalho. Este foi dividido em dois estudos em casa de vegetação (estudos I e II) e um em campo (estudo III). Cada estudo foi realizado em dois solos (um com alto teor de Mn e outro com baixo teor de Mn), avaliando-se os resultados de cada um separadamente. Estudo I: Dois experimentos foram realizados em delineamento em blocos aleatorizados, com quatro repetições e em esquema fatorial 2 × 6 × 4 com parcela subdividida no tempo. Formaram-se 48 tratamentos pela combinação de dois níveis do fator soja (cultivada sem ou com glifosato) e seis do fator fonte do nutriente (sem Mn ou Controle, Cloreto, Sulfato, Carbonato, EDTA e Citrato) alocados nas parcelas principais, e de quatro níveis do fator tempo (4, 24, 48 e 72 h após a aplicação do fertilizante) alocados nas subparcelas. Cada tratamento foi aplicado com uma haste flexível de algodão nas folhas e nos três primeiros trifólios (trifólios tratados) da planta de soja em estádio V4. Avaliou-se a absorção foliar de Mn através da determinação de massa de matéria seca, teor e conteúdo de Mn dos trifólios tratados e da haste de plantas de soja ainda em estádio V4. Estudo II: Dois experimentos foram realizados em delineamento em blocos aleatorizados, com quatro repetições e em esquema fatorial 2 × 6. Formaram-se 12 tratamentos pela combinação de dois níveis do fator soja e seis níveis do fator fonte do nutriente. Cada tratamento foi aplicado nos trifólios tratados da planta de soja em estádio V4. Avaliou-se a distribuição foliar de Mn através da determinação de massa de matéria seca, teor e conteúdo de Mn dos trifólios tratados, hastes, trifólios formados após a aplicação dos tratamentos (trifólios não tratados), vagens e grãos de plantas de soja em estádio R8. Estudo III: Realizaram-se dois experimentos em delineamento similar ao do estudo II, mas com seis blocos. Cada tratamento foi aplicado com pulverizador de pressão constante sobre a parte aérea de plantas de soja em estádio V4. Avaliou-se a massa de matéria seca, teor e conteúdo de Mn das hastes, vagens e grãos de plantas de soja em estádio R8. Foram avaliados também componentes de produção e rendimento de grãos. A quantidade absorvida de Mn é dependente da fonte utilizada e a fonte Cloreto foi a que proporcionou maior absorção de Mn, enquanto a fonte EDTA, apresentou maior eficiência em aumentar o conteúdo de Mn das hastes logo após a aplicação. O Mn aplicado nos trifólios pode ser redistribuído desta parte para outras da planta, embora aparentemente em pequenas quantidades, e até o final do ciclo da soja estará em maior proporção nos trifólios tratados. A soja tratada com Mn não apresentou grãos com maior acúmulo deste, mas na soja cultivada no \"solo -Mn\" e sem glifosato o conteúdo de Mn foi maior do que na soja com glifosato. Em termos de produtividade de grãos, a adubação foliar com Mn em aplicação única na soja no estádio V4 recebendo ou não aplicação de glifosato e cultivada em solo originalmente com alto teor de Mn não proporcionou diferenças. / Due to Mn deficiency problems related to Roundup Ready soybean, the tendency to increase cultivation of Intacta RR2 PROTM soybeans in Brazil and to the possibility of increased yield of this related to the response to Mn foliar fertilization, this work was carried out. It was divided into two greenhouse studies (I and II) and one in the field (study III). Each study was performed in two soils (one with high content of Mn and the other with low content), evaluating the results of each one separately. Study I: the two trials carried out by using factorial split-plot design, with three factors in four replications in randomized complete block design (RCBD). Soybean factor with two levels (without and with glyphosate) and Mn source factor with six levels (Control, Chloride, Sulphate, Carbonate, EDTA and Citrate), both distributed in factorial form into main plots and time factor (4, 24, 48 and 72 h after fertilizer application) distributed in the sub-plots. Each treatment was applied with a swab in the unifoliate leaves and the first three trifoliates (treated trifoliates) of soybean in V4 stage. Mn foliar absorption was determined by dry matter mass, concentration and content of Mn of treated trifoliates and stem of soybean plants in the V4 stage. Study II: The two trials carried out by using 2 × 6 factorial with four replications in RCBD. Soybean factor with two levels and Mn fertilizer source factor with six levels. Each treatment was applied to the treated trifoliates of the V4 soybean plant. the leaf distribution of Mn was determined by the dry matter mass, concentration and Mn content of the treated trifoliates, stems, trifoliates formed after the application of the treatments (untreated trifoliates), pods and grains of soybean plants in the R8 stage. Study III: Two experiments were carried out in a similar design of study II, but with six replications. Each treatment was applied with a constant pressure sprayer on the above ground part of V4 soybean plants. The foliar Mn was evaluated by determining the dry matter mass, content and Mn content of the stems, pods and grains of soybean plants at stage R8. Production components and grain yield were also evaluated. The absorbed amount of Mn is dependent on the source used and the Chloride is the one that provided the highest Mn absorption, but sources such as EDTA showed a higher efficiency in increasing the Mn content of the stems soon after application. The Mn applied in the trifoliates can be redistributed from this part to others of the plant, although apparently in small amounts, and will be in greater proportion in the treated trifoliates until the end of the soybean cycle. Mn-treated soybean did not present grains with higher accumulation, but in soybean cultivated grown in soil with low Mn concentration and without glyphosate the Mn content was higher than in soybean with glyphosate. In terms of grain yield, the foliar fertilization with Mn in single application in the soybean V4 stage without or with glyphosate grown in soil with high Mn content did not present significant differences.

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 &#8776; Mn intercambiável &#8776; 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 &#8220;Free Ion Activity Model&#8221;. 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 &#8776; Interchangeable Mn &#8776; 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

Ceriporiopsis subvermispora é um fungo filamentoso, muito seletivo na degradação de lignina e, por isso, tem sido uma das espécies mais estudadas no processo de biopolpação. A biopolpação consiste em um tratamento biológico da madeira que antecede etapas convencionais de polpação, proporcionando níveis de economia de energia elétrica no processo que podem atingir valores de 30 a 40%. Para degradar a lignina, esse fungo secreta a enzima manganês-peroxidase (MnP), a qual requer um ácido carboxílico para quelar e transportar íons Mn3+ oriundos do seu ciclo catalítico. O complexo quelante-Mn3+ degrada apenas frações fenólicas da lignina, porém pode também iniciar a peroxidação de lipídeos e com isso gerar radicais peroxila que apresentam capacidade oxidativa suficiente para degradar estruturas não-fenólicas da lignina. Com base nesses aspectos, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar a degradação de lignina por reações que envolvem a peroxidação de ácido linoléico iniciadas por metabólitos extracelulares extraídos de cultivos de C. subvermispora. Também foram avaliados sistemas miméticos baseados nos íons Fe2+ e Mn3+ como iniciadores das mesmas reações. Essencialmente, foi estudada a degradação de lignina in vitro em reações iniciadas por sistemas compostos que incluíram, MnP/Mn+2/H2O2, Fe3+/agentes redutores de Fe3+ produzidos durante a biodegradação da madeira, íons Mn+3 ou íons Fe+2, todos adicionados ao ácido linoléico. Para realizar esse estudo foi necessário preparar, tanto MnP, quanto compostos redutores de Fe3+, em cultivos de C. subvermispora. Também foram preparados e caracterizados dois substratos para as reações em estudo. Esses substratos compreenderam um complexo lignina-carboidrato (CLC) e um modelo de um material lignocelulósico completo, porém moído e livrado de toda a fração de extrativos. Nos dois casos, o material de partida foi à madeira de Eucalyptus grandis. A caracterização química desses substratos indicou um teor de lignina de 44,8% e 29,0%, respectivamente. Reações de peroxidação de ácido linoléico iniciadas pelos sistemas em estudo mostraram que todos foram efetivos para esse propósito, sendo que as maiores taxas de consumo de oxigênio durante essas reações foram observadas nos meios reacionais que continham Fe2+ em solução. O CLC inibiu as reações de peroxidação quando adicionado ao meio reacional em concentraçãoes maiores do que 0,3 mg/mL. Entretanto, reações prolongadas por 72 h com o CLC numa concentração inicial de 1 mg/mL indicaram que ele sofreu despolimerização. As vias de degradação da lignina contida no CLC ou na madeira de E. grandis moída envolveram a despolimerização da molécula, ou simplesmente a oxidação das cadeias laterais e das estruturas fenólicas livres. Quando o sistema foi baseado na ação de MnP/Mn+2/H2O2/ácido linoléico, foram comprovadas vias de degradação da lignina que envolveram desde a simples oxidação do carbono-&#945; até a quebra de ligações do tipo &#946;-O-4 e/ou entre os carbonos &#945; e &#946;. Os resultados obtidos corroboraram dados anteriormente publicados para a ação de C. subvermispora in vivo. Uma exceção foi à observação da reação de simples oxidação do C&#945; nos sistemas in vitro, que havia sido descartada em trabalhos anteriores que se basearam na caracterização de lignina contida em madeira biotratada por C. subvermispora (sistema in vivo). Os resultados permitiram concluir que vários sistemas miméticos podem iniciar a peroxidação de ácido linoléico in vitro. Quando essas reações foram conduzidas na presença de lignina (CLC ou E. grandis moído) foi possível observar transformações importantes na estrutura da lignina que eventualmente poderiam ser exploradas, por exemplo, em etapas de processos de branqueamento de polpas kraft. / The white-rot fungus Ceriporiopsis subvermispora degrades lignin selectively, being one of the most studied species in biopulping. Biopulping consists of a biological treatment of wood that precedes conventional pulping stages. The process can provide up to 30-40% of energy savings in mechanical pulping. To degrade lignin, this fungus secretes the enzyme manganese-peroxidase (MnP), which needs carboxylic acids to chelate and transport Mn3+ ions formed in the catalytic cycle of the enzyme. The chelate-Mn3+ complex is able to degrade phenolic structures of lignin; however, can also initiate lipid peroxidation reactions generating peroxyl radicals that are able to degrade nonphenolic lignin structures. Based on this background, the aim of this work was to evaluate lignin degradation through linoleic acid peroxidation reactions initiated by extracellular metabolites recovered from C. subvermispora cultures. Some biomimetic systems based on Fe2+ and Mn3+ ions were also evaluated as initiators of such reactions. The lignin degradation was studied in reaction systems composed of MnP/Mn+2/H2O2, Fe3+-reducing compounds produced during wood biodegradation by C. subvermispora, Mn+3 or Fe+2 ions, all of them in the presence of linoleic acid. To perform this study, MnP and Fe3+-reducing compounds were initially produced in C. subvermispora cultures. Two different reaction substrates were also prepared. One was a lignin-carbohydrate complex (LCC) and, the other, was a complete lignocellulosic material that was milled and extracted to remove the extractive fraction. Both substrates were prepared from Eucalyptus grandis wood. The chemical characterization of the substrates showed 44.8 % and 29.0 % of total lignin, respectively. Linoleic acid peroxidation reactions initiated by the studied systems showed that all of them were efficient on this purpose. The highest oxygen consumption rates during these reactions were observed in the Fe2+ initiated reactions. The LCC inhibited the peroxidation reactions when added to the reaction medium at concentrations higher than 0.3 mg/mL. However, prolonging the reactions up to 72h with LCC at 1 mg/mL showed that it was depolymerized. The lignin degradation routes involved depolymerization or simple side chain and free-phenolic structure oxidations. When the reactive system was based on the use of MnP/Mn+2/H2O2/linoleic acid, some lignin degradation routes were demonstrated and they included C&#945;-oxidation, as well as &#946;-O-4 and/or C&#945;-C&#946; cleavages. These results corroborate previous findings published for the action of C. subvermispora in vivo. One exception was the simple C&#945; oxidation that was observed for the in vitro reactions, but was ruled out by previous works that were based on the characterization of residual lignins extracted from wood samples biotreated by C. subvermispora (in vivo system). The current results permitted to conclude that several mimetic systems were able to initiate linoleic acid peroxidation in vitro. When these reactions were performed in the presence of lignin (LCC or milled E. grandis) it was possible to show the occurrence of several lignin transformation reactions that could be exploited, for example, in pulp bleaching processes.