A interação espontânea entre pirita e íons mercúrio foi acompanhada por meio de voltametria cíclica. Eletrodos de carbono grafite e parafina sólida recobertos com grãos de pirita foram mergulhados em soluções contendo íons mercúrio, retirados, lavados e introduzidos na solução de trabalho (solução tampão de ácido acético 0,25M e acetato de sódio 0,25M). Eletrodos que previamente estiveram imersos na solução contendo íons Hg(II) apresentaram um potencial de circuito aberto maior que o potencial típico da pirita na mesma solução. Com o elevado número de novos processos eletroquímicos detectados verifica-se a complexidade do sistema pirita/íons Hg(II) e que mais de uma espécie de mercúrio se deposita espontaneamente sobre o mineral. A possibilidade de formação de sulfeto de mercúrio sobre a pirita foi investigada construindo eletrodos com duas espécies de sulfeto (HgS(preto) e HgS(vermelho)). A resposta eletroquímica do HgS(preto) apresenta processos catódicos e anódicos semelhantes aos processos observados no voltamograma da pirita, após sua interação com íons Hg(II). Entretanto, o perfil eletroquímico do HgS(vermelho) não apresenta qualquer semelhança com voltamograma do sistema pirita/íons Hg(II). Realizou-se estudos para verificar a influência de variáveis químicas (concentração e pH) e físicas (tempo, temperatura e transporte de massa). Observou-se que o transporte de massa acelera o processo de adsorção de espécies de mercúrio sobre a pirita e determinou-se a melhor condição experimental de retirada de íons mercúrio. / The spontaneous interaction between pyrite and mercury ions was studied employing cyclic voltammetry. The electrodes, consisting of solid paraffin and graphite covered by pyrite particles, were immersed in solutions containing mercury ions. After mineral/mercury ions interaction, the electrode was washed and introduced in the working solution (acetic acid 0,25M and acetate of sodium 0,25M). Eletrodes which were immersed in the solution containing mercury ions, presented a open circuit potential more positive than that of the pyrite in the same solution. The high number of new electrochemical processes detected denotes the complexity of the system pyrite/mercury ions and indicates that several species of mercury may deposit spontaneously on the mineral surface. The possibility of formation of mercury sulfide on the pyrite was investigated employing electrodes constructed with HgS(Black) and HgS(red). The electrochemical response of HgS(black) presents cathodic and anodic processes similar to that observed in the voltammogram of pyrite, after interaction with mercury ions. The potentiodynamic profile of HgS(red) it does not present any similarity with the voltammogram of the system pyrite/mercury ions. Studies were carried out to verify the influence of chemical (concentration and pH) and physical variables (time, temperature and mass transport). It was observed that the mass transport accelerates the adsorption process of mercury species on the pyrite surface and the optimal experimental condition for scavenging mercury ions was determined.

A interação espontânea entre pirita e íons mercúrio foi acompanhada por meio de voltametria cíclica. Eletrodos de carbono grafite e parafina sólida recobertos com grãos de pirita foram mergulhados em soluções contendo íons mercúrio, retirados, lavados e introduzidos na solução de trabalho (solução tampão de ácido acético 0,25M e acetato de sódio 0,25M). Eletrodos que previamente estiveram imersos na solução contendo íons Hg(II) apresentaram um potencial de circuito aberto maior que o potencial típico da pirita na mesma solução. Com o elevado número de novos processos eletroquímicos detectados verifica-se a complexidade do sistema pirita/íons Hg(II) e que mais de uma espécie de mercúrio se deposita espontaneamente sobre o mineral. A possibilidade de formação de sulfeto de mercúrio sobre a pirita foi investigada construindo eletrodos com duas espécies de sulfeto (HgS(preto) e HgS(vermelho)). A resposta eletroquímica do HgS(preto) apresenta processos catódicos e anódicos semelhantes aos processos observados no voltamograma da pirita, após sua interação com íons Hg(II). Entretanto, o perfil eletroquímico do HgS(vermelho) não apresenta qualquer semelhança com voltamograma do sistema pirita/íons Hg(II). Realizou-se estudos para verificar a influência de variáveis químicas (concentração e pH) e físicas (tempo, temperatura e transporte de massa). Observou-se que o transporte de massa acelera o processo de adsorção de espécies de mercúrio sobre a pirita e determinou-se a melhor condição experimental de retirada de íons mercúrio. / The spontaneous interaction between pyrite and mercury ions was studied employing cyclic voltammetry. The electrodes, consisting of solid paraffin and graphite covered by pyrite particles, were immersed in solutions containing mercury ions. After mineral/mercury ions interaction, the electrode was washed and introduced in the working solution (acetic acid 0,25M and acetate of sodium 0,25M). Eletrodes which were immersed in the solution containing mercury ions, presented a open circuit potential more positive than that of the pyrite in the same solution. The high number of new electrochemical processes detected denotes the complexity of the system pyrite/mercury ions and indicates that several species of mercury may deposit spontaneously on the mineral surface. The possibility of formation of mercury sulfide on the pyrite was investigated employing electrodes constructed with HgS(Black) and HgS(red). The electrochemical response of HgS(black) presents cathodic and anodic processes similar to that observed in the voltammogram of pyrite, after interaction with mercury ions. The potentiodynamic profile of HgS(red) it does not present any similarity with the voltammogram of the system pyrite/mercury ions. Studies were carried out to verify the influence of chemical (concentration and pH) and physical variables (time, temperature and mass transport). It was observed that the mass transport accelerates the adsorption process of mercury species on the pyrite surface and the optimal experimental condition for scavenging mercury ions was determined.

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Orientador: Pedro de Magalhães Padilha / Resumo: O mercúrio é um metal tóxico, de distribuição ubíqua, com capacidade para bioacumulação e biomagnificação, que provoca alterações em biomoléculas importantes no metabolismo e contribui para o estabelecimento do estresse oxidativo em organismos aquáticos. Logo, o presente estudo teve por objetivo identificar e avaliar possíveis biomarcadores proteicos e/ou enzimáticos da toxicidade do mercúrio em peixes da região amazônica, por meio do estudo metaloproteômico e avaliação do estresse oxidativo. Foram utilizadas metodologias de fracionamento e identificação de proteínas por eletroforese bidimensional (2D PAGE) associada à espectrometria de massas (MS), mapeamento do mercúrio, em spots proteicos, por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GFAAS) e avaliação de marcadores de estresse oxidativo. As espécies utilizadas foram o Plagioscion squamosissimus (corvina) e Colossoma macropomum (tambaqui), coletados na área da Usina Hidrelétrica de Jirau (rio Madeira-RO), que foram selecionadas em função da abundância populacional, interesse para a pesca e posição diferente na cadeia trófica (carnívoro e onívoro, respectivamente). Os tecidos amostrados foram o hepático, renal e muscular. Os resultados obtidos demonstraram maior concentração de mercúrio total no P. squamosissimus, espécie carnívora, e padrão de distribuição deste elemento igual para ambas as espécies (fígado>rim>músculo). Há tendência para maior atividade enzimática nos tecidos hepático e renal da espécie com... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

[pt] O objetivo do trabalho foi desenvolver métodos analíticos capazes de especiar mercúrio, determinando metilmercúrio (CH3Hg), etilmercúrio (CH3CH2Hg), mercúrio inorgânico (Hg2+, Hg0), em água de produção (AP), e tiomersal (C9H9HgNaO2S), em urina e em efluente de uma indústria farmacêutica. Apesar de existir muitos métodos para quantificar espécies de mercúrio, poucos estudos abordam a especiação em AP, amostras conhecidas por ter altos teores de óleo e sal. Além disso, o uso de nanomateriais, como pontos quânticos de grafeno (GQDs), sozinho ou dopados de nanopartículas de dióxido de titânio (GQDs-TiO2 NPs), foram usados como agentes fotocatalíticos para produzir o mercúrio elementar detectado. As técnicas analíticas utilizadas para a detecção de mercúrio total e para especiação por mercúrio foram espectrometria de absorção atômica com vapor frio em cela multipasso (multipath-CV-AAS) e espectrometria de fluorescência atômica com vapor frio acoplado ao sistema de cromatografia gasosa (GC-CV-AFS). No primeiro trabalho, a foto-degradação do tiomerosal foi alcançada utilizando luz visível e GQDs, obtidos a partir da hidroexfoliação de ácido cítrico e glutationa, como foto-catalisador. O Hg0 gerado (usando condições experimentais ajustadas) foi detectado por multipath-CV-AAS, permitindo a quantificação de tiomersal em concentrações equivalentes a 20 ng L-1, mesmo em amostras complexas como efluentes aquosos da indústria farmacêutica e em urina. A cinética de reação (pseudo-primeira ordem com k = 0,11 min-1) foi determinada. O segundo trabalho relata o método de especiação de mercúrio em AP usando o sistema CV-AAS. Sob condições ajustadas de concentrações de sal e óleo (por diluição e centrifugação), uma alíquota de amostra foi tratada com SnCl2, levando ao Hg0 quantificado como mercúrio inorgânico original. Uma segunda alíquota de amostra foi exposta a UV (sob condições otimizadas) que promoveu a oxidação de CH3Hg a Hg2+, formando Hg2+ que foi posteriormente reduzido, com SnCl2, produzindo o Hg0 referente ao teor total de mercúrio na amostra. O teor de CH3Hg foi obtido pela diferença nos resultados alcançados para as duas alíquotas. O efeito matriz imposto por óleo e sal foram estudados e, apesar de afetar a intensidade do perfil do tempo de mercúrio, a quantificação foi alcançada com sucesso com padrões ajustados (assemelhamento de matriz) combinando quantidades de NaCl e óleo mineral. As medições de condutividade (estimativa de teor de sal) e turbidimétrica (estimativa de teor de óleo) foram feitas para as amostras de PW, a fim de permitir o ajuste adequado da amostra aos padrões correspondentes (contendo óleo mineral a 5 mg L-1 e NaCl a 5 g L-1). O método de adição de analito também foi utilizada e o limite de quantificação foi de 12 ng L-1. / [en] The aim of the present work was to develop analytical methods capable of determining mercury species such as methylmercury (CH3Hg), ethylmercury (CH3CH2Hg), inorganic mercury (Hg2+, Hg0), in produced water (PW) and urine, as well as thiomersal C9H9HgNaO2S) in effluent from a pharmaceutical industry and in urine. Despite many methods for quantifying mercury species are reported, few studies address speciation in PW, sample known to have high oil and salt contents. Besides, the use of nanomaterials such as graphene quantum dots (GQDs) alone or decorating titanium dioxide nanoparticles (GQDs-TiO2 NPs) were used as photocatalytic agents to produce the detected elemental mercury. The analytical techniques used for total mercury detection and mercury speciation were multipath cold vapor atomic absorption spectrometry (multipath˗CV˗AAS) and gas chromatography cold vapor atomic fluorescence spectrometry (GC˗CV˗AFS). In the first work, the photo-degradation of thiomersal has been achieved using visible light and GQDs, obtained from hydro-exfoliation of citric acid and glutathione, as catalysts. The generated Hg0 (using adjusted experimental conditions) was detected by multipath-CV-AAS, enabling quantification of thiomersal at values as low as 20 ng L-1 even in complex samples as aqueous effluents from the pharmaceutical industry and in the urine. The reaction kinetic (pseudo-first-order with k = 0.11 min-1 ) was determined. The second work provided a speciation method for mercury in PW using multipath-CV-AAS. Under adjusted salt and oil contents (by dilution and centrifuging), a sample aliquot was treated with SnCl2, leading to the Hg0 quantified as the original inorganic mercury. A second sample aliquot was exposed to UV (under optimized conditions) that promoted oxidation of CH3Hg to Hg2+, which was then reduced, with SnCl2, producing the Hg0 relative to the total mercury content in the sample. The CH3Hg content was obtained by the difference in results achieved for both aliquots. Matrix effects imposed by oil and salt were studied, and although affecting the intensity of the mercury time profile, quantification was successfully achieved by matrix-matched standards containing NaCl and mineral oil.