Durante la presente Tesis se estudió el proceso de formación por electrodeposición y caracterización de nanopartículas constituidas por uno y dos metales, y sus propiedades electrocatalíticas hacia la reacción de reducción de iones nitrato. Los sistemas estudiados fueron estructuras de Cu, Cd y Cu/Cd soportadas sobre sustratos carbonosos de CV y HOPG. Las mismas fueron obtenidas a partir de soluciones acuosas conteniendo los iones de dichos metales empleando técnicas electroquímicas convencionales y caracterizadas mediante microscopía AFM ex-situ, SEM-EDX y XPS. Inicialmente, se analizó el proceso de nucleación y crecimiento del Cu sobre SC. Se demostró que la cinética de electrodeposición de Cu sobre los sustratos en los distintos electrolitos soporte analizados, sigue un mecanismo de nucleación sobre sitios activos y crecimiento de cristales controlado por difusión. Se encontró que, con el empleo de Na2SO4, el proceso de reducción comienza a valores más positivos de potencial. Para el sustrato de CV se evidenciaron dos procesos catódicos, con la formación de iones Cu+ como especies intermedias. Las imágenes de SEM y AFM mostraron partículas de Cu distribuidas al azar, presentando distinta morfología sobre ambos sustratos. Se determinó la factibilidad de formar partículas bimetálicas Cd-Cu por electrodeposición secuencial de ambos metales a partir de las diferentes soluciones conteniendo los respectivos iones. Los resultados voltamperométricos evidenciaron la existencia del fenómeno de deposición a subpotencial para el Cd sobre los distintos electrodos modificados NPsCu/SC. Los espectros de desorción de los sistemas bimetálicos generados mostraron picos de disolución en valores de potencial asociados a la formación de distintas fases aleadas Cu-Cd, resultados que fueron respaldados mediante el análisis por XPS y a partir de los estudios teóricos basados en DFT. Posteriormente, se evaluó el desempeño de las nanoestructuras formadas como electrocatalizadores para la reacción de reducción de iones nitratos. Inicialmente, se encontró un mejor efecto catalítico de los sistemas NPsCu/HOPG cuando fueron generados a partir de soluciones que contienen Na2SO4 y H2SO4 como electrolito soporte, en forma individual, en comparación con las formadas con la solución combinada. Seguidamente, se compararon los sistemas análogos sobre CV y se determinó que los depósitos formados a partir de Na2SO4 presentaron mejores resultados sobre HOPG, y los generados a partir de H2SO4 obtuvieron corrientes de reducción máxima similares para los dos sustratos. Por otra parte, los sistemas compuestos por nanopartículas bimetálicas Cu-Cd sobre los sustratos carbonosos también fueron implementados como electrodos para la reacción de iones nitratos. Los mismos mostraron resultados superadores a los sistemas compuestos por los metales en forma individual, evidenciando el efecto sinérgico de ambos metales. Con el propósito de determinar la posible utilización de las estructuras bimetálicas en la medición de la concentración de iones nitratos en solución se midió, a partir de experiencias voltamperométricas, la corriente obtenida en el pico de reducción asociado a la reacción de interés, en medios con distintas concentraciones de NO3-. Se obtuvo, para los diferentes sistemas SC/Cu-Cd, una muy buena linealidad de la corriente de pico catódico con la concentración de nitratos en el rango de concentraciones analizado. / During the present Thesis, the electrochemical formation process and characterization of nanoparticles constituted by one and two metals, and their electrocatalytic properties towards the reduction reaction of nitrate ions, were studied. The systems were Cu, Cd and Cu/Cd structures supported on CV and HOPG carbonaceous substrates. They were obtained from aqueous solutions containing the ions of the corresponding metals using conventional electrochemical techniques and characterized by ex-situ AFM microscopy, SEM- EDX and XPS. Initially, the nucleation and growth process of Cu on HOPG and CV was analyzed. It was shown that the electrodeposition kinetics of Cu on the substrates in the different supporting electrolytes analyzed, follows a nucleation mechanism on active sites and crystal growth controlled by diffusion. It was found that, with the use of Na2SO4, the reduction process begins at more positive potential values. In the case of CV substrate, two cathodic processes were evidenced, with the formation of Cu+ ions as intermediate species. The SEM and AFM images showed Cu particles randomly distributed, presenting different morphology on both substrates. The feasibility of forming Cd-Cu bimetallic particles by sequential electrodeposition of both metals from the different solutions containing the respective ions, was determined. The voltammetric results evidenced the existence of the Cd underpotential deposition phenomenon on the different modified CS/Cu electrodes. The desorption spectra of the generated bimetallic systems showed dissolution peaks at potential values associated with the formation of different Cu-Cd alloyed phases, results that were supported by the XPS analysis and from theoretical studies based on DFT. Subsequently, the performance of the formed nanostructures was evaluated as electrocatalysts for the nitrate ion reduction reaction. Initially, a better catalytic effect of the NPsCu/HOPG systems was found when they were generated from solutions containing Na2SO4 and H2SO4 as supporting electrolyte, individually, compared to those formed with the combined solution. Afterwards, the analogous systems on VC were compared and it was determined that the deposits formed from Na2SO4 presented better results on HOPG, however, those generated from H2SO4 as supporting electrolyte obtained similar maximum reduction currents for the two substrates. On the other hand, the systems composed of Cu-Cd bimetallic nanoparticles on carbonaceous substrates were also implemented as electrodes for the nitrate ion reaction. They showed superior results with respect to the systems composed of the individual metals, evidencing the synergistic effect of both metals. With the purpose of determining the possible use of the bimetallic structures in the measurement of the concentration of nitrate ions in solution, the current obtained in the reduction peak associated with the reaction of interest was measured in solutions with different NO3- concentrations. It was obtained a very good linearity of the cathodic peak current with the nitrate concentration for the different CS/Cu-Cd systems in the range of concentrations analysed.

Capítulo I. Introducción. El uso creciente de fertilizantes nitrogenados es responsable de la permeación de especies de nitrógeno a través de las capas del suelo y de la contaminación de las aguas subterráneas. El consumo humano de agua con altos niveles de nitratos (el nivel máximo permitido es de 50 mg·L-1) puede producir metahemoglobinemia y hasta cáncer. Los nitratos pueden reducirse a nitritos en el cuerpo humano. El nitrito se combina con la hemoglobina, que contiene el ion ferroso (Fe2+), para formar la metahemoglobina, que contiene la forma férrica (Fe3+) del hierro. La mayor afinidad de la metahemoglobina por el oxígeno conduce a una reducción general de la capacidad de los glóbulos rojos para liberar oxígeno a los tejidos. Cuando la concentración de metahemoglobina es demasiado alta en los glóbulos rojos, se puede producir hipoxia tisular. Esta enfermedad, conocida como el síndrome del bebé azul, es fatal para el recién nacido. Se dispone de procesos fisicoquímicos, biológicos y catalíticos para eliminar los nitratos del agua. Los métodos fisicoquímicos, como el intercambio iónico, la ósmosis inversa y la electrodiálisis, eliminan los nitratos del agua potable, pero los concentran en otros lugares, con el consiguiente problema de eliminación de la salmuera generada de los residuos de nitratos. La desnitrificación biológica transforma los nitratos en nitrógeno molecular, pero es difícil de realizar y puede convertirse en otra fuente de contaminación del agua con bacterias. La reducción catalítica de las especies de nitrato para formar nitrógeno se ha considerado como una tecnología alternativa para la reducción de nitratos. La reducción de nitratos se realiza generalmente con hidrógeno (H2) en presencia de catalizadores metálicos. Se pueden utilizar sistemas monometálicos como Pt o Pd, y también sistemas bimetálicos que combinan un metal hidrogenante (Pd, Pt) y un metal promotor (Cu, In, Sn), dispersados en diferentes soportes con una superficie específica relativamente alta, como los carbones activados, nanotubos de carbono, zeolitas y óxidos metálicos, así como resinas de intercambio catiónico. Se ha demostrado que la reacción transcurre a través del intermedio nitrito (NO2−), y que el nitrógeno (N2) y el amonio (NH4+) son los principales productos de la reducción catalítica de nitrato (NO3−) con hidrógeno (H2). En muchos casos, la eficiencia de los catalizadores estudiados no es satisfactoria, ya que se producen elevadas concentraciones de nitritos tóxicos o de amoniaco/amonio en lugar del N2 deseado. La actividad y la selectividad de los catalizadores depende en gran medida del método de preparación, de cómo se promueve el metal noble, de la proporción metal/promotor y de las condiciones de trabajo. Además, el soporte también afecta a la efectividad del catalizador. El objetivo de este trabajo de investigación es determinar la capacidad de los polímeros conductores (polipirrol, polianilina y politiofeno) para eliminar los nitratos del agua por adsorción y reducción, preferiblemente sin la necesidad de un catalizador metálico, y producir nitrógeno molecular como único producto. Capítulo II. Experimental. En este capítulo se describen los procedimientos de síntesis y las técnicas de caracterización empleadas en este trabajo de investigación, así como el proceso experimental para la eliminación de nitratos en agua. Capítulo III. Preparación de catalizadores soportados en polipirrol mediante plasma y su aplicación en la eliminación de nitratos en agua. Este capítulo se ha extraído de la publicación: R. Buitrago-Sierra, M.J. García- Fernández, M.M. Pastor-Blas, A. Sepúlveda-Escribano, “Environmentally friendly reduction of a platinum catalysts precursor supported on polypyrrole”, Green Chemistry. 2013, 15, 1981-1990. Los catalizadores metálicos soportados se preparan tradicionalmente impregnando un material sólido (soporte) con una disolución del precursor del metal, seguido de una reducción con hidrógeno a temperaturas elevadas. En este capítulo se ha empleado un soporte polimérico. Se ha sintetizado químicamente el polipirrol (PPy) usando FeCl3 como agente dopante y, posteriormente, se ha impregnado con una disolución de H2PtCl6 para preparar el precursor del catalizador. La baja estabilidad térmica del polipirrol no permite el uso de la reducción tradicional con hidrógeno a elevada temperatura, y la reducción química en condiciones suaves utilizando borohidruro de sodio conlleva problemas medioambientales. Por lo tanto, se ha considerado el plasma frío de radiofrecuencia (RF) como una alternativa respetuosa con el medio ambiente. El plasma de argón (Ar) produce una reducción más efectiva de los iones platino en el complejo cloroplatínico que se encuentra anclado en la cadena de polipirrol después de la impregnación, en comparación con la reducción con borohidruro de sodio, como se evidencia mediante XPS. El aumento de la potencia de RF mejora la efectividad del tratamiento con plasma de Ar. Mediante TEM se observa una distribución homogénea de las nanopartículas de platino tras el tratamiento de reducción con plasma. El catalizador PPy/Pt reducido con plasma de Ar a 200 W catalizó de manera efectiva la reducción de nitratos con H2 en disolución acuosa para dar N2, con una selectividad muy baja hacia los productos no deseados nitrito y amonio. Capítulo IV. Optimización del tratamiento con plasma de argón y del contenido en platino. El tamaño y la distribución de las nanopartículas metálicas en el soporte dependen de la naturaleza y de la concentración del agente reductor, del procedimiento de reducción y del contenido en metal. En el capítulo anterior se seleccionó un contenido metálico del 1 % en masa y se comparó la reducción con borohidruro de sodio (NaBH4) como agente reductor químico suave con la reducción con plasma frío de Ar. Se concluyó que los electrones en el plasma son los responsables de que la reducción de iones platino al estado metálico sea más efectiva que la reducción con borohidruro. Se estudiaron diferentes potencias de RF (100 W, 150 W y 200 W) y también un tratamiento repetitivo con plasma. Los resultados experimentales mostraron que el aumento de la potencia del plasma de Ar implica una reducción más efectiva de los iones platino a su estado metálico, y que la mezcla manual entre tratamientos repetitivos asegura una exposición uniforme al plasma. En este capítulo se ha ajustado la potencia de RF a 200 W y se ha analizado la influencia de la duración del tratamiento de plasma y del contenido en platino. Como resultado, se han establecido las condiciones experimentales óptimas: contenido en platino del 2 % en masa y tratamiento con plasma de argón a 200 W durante 3 h (5 min x 36 repeticiones) realizando una homogeneización de la muestra de forma manual entre tratamientos para asegurar una exposición uniforme al plasma de Ar. Capítulo V. Estudio comparativo de la eliminación de nitratos en agua utilizando catalizadores monometálicos y bimetálicos soportados en polipirrol. Este capítulo se ha extraído de la publicación: M.J. García-Fernández, R. Buitrago-Sierra, M.M. Pastor-Blas, O.S.G.P. Soares, M.F.R. Pereira, A. Sepúlveda-Escribano, “Green synthesis of polypyrrole-supported metal catalysts: application to nitrate removal in water”, RSC Advances. 2015, 5, 32706-32713. Se han preparado nanopartículas de Pt y de Pt/Sn soportadas en polipirrol (PPy) utilizando plasma de Ar para reducir los precursores metálicos dispersos en el polímero. El soporte de PPy se ha sintetizado mediante polimerización química del pirrol con FeCl3·6H2O, lo que genera la forma conductora del polímero (determinado mediante medidas conductimétricas). El tratamiento con plasma de Ar produce una reducción parcial de los iones platino que se encuentran anclados a la cadena de PPy en forma de clorocomplejos hasta platino metálico. Mediante TEM se observa una distribución homogénea de las nanopartículas de Pt y de Sn. Se ha evaluado la actividad de los catalizadores soportados en PPy en la reducción de nitrato acuoso con H2 a temperatura ambiente. Con todos los catalizadores se consiguió una concentración de nitrato en agua inferior al nivel máximo permitido de 50 mg·L-1. Sin embargo, considerando no sólo la eficiencia en la reducción de nitrato sino también la minimización de las concentraciones de los productos no deseados nitrito y amonio, el catalizador monometálico de Pt parece ser el más prometedor. Capítulo VI. Procedimiento libre de metal para la eliminación de nitratos del agua: efecto del oxidante usado en la síntesis de polipirrol. Se ha sintetizado polipirrol (PPy) mediante polimerización química del pirrol (C4H5N), utilizando cloruro férrico (FeCl3·6H2O) o peroxidisulfato de potasio (K2S2O8) como oxidantes y dopantes. Se ha determinado la influencia del contraión que actúa como dopante, cloruro (Cl−) o sulfato (SO42−), en el proceso de eliminación de nitratos por adsorción/reducción, y se ha observado que el intercambio de iones y las propiedades redox del PPy se ven fuertemente afectados por el oxidante empleado en la síntesis del polímero. El grado de oxidación inicial del polímero está determinado por el oxidante, y define la capacidad del polímero para llevar a cabo la reducción de nitrato por transferencia de electrones de la cadena polimérica. El proceso de reducción y la selectividad al producto deseado, nitrógeno, y a los no deseados nitrito y amonio, también se ven afectados por el oxidante utilizado. Capítulo VII. Mecanismo de la hidrogenación de nitratos catalizada por nanopartículas de platino soportadas en polipirrol y en polianilina. Este capítulo se ha extraído de la publicación: M.J. García-Fernández, M.M. Pastor-Blas, F. Epron, A. Sepúlveda-Escribano, “Proposed mechanisms for the removal of nitrate from water by platinum catalysts supported on polyaniline and polypyrrole”, Applied Catalysis B: Environmental. 2018, 225, 162-171. Se han sintetizado nanopartículas de platino sobre soportes como polianilina (PANI) y polipirrol (PPy) utilizando H2PtCl6 como precursor metálico y un tratamiento de reducción con plasma frío de Ar. Se ha evaluado la actividad catalítica de los catalizadores poliméricos soportados en la reducción de nitrato acuoso con H2 a temperatura ambiente. Estos sistemas son capaces de disminuir considerablemente la concentración de nitratos en agua en sólo 5 min. El mecanismo del proceso de eliminación de nitratos está determinado por la naturaleza del polímero conductor. En la polianilina, las funcionalidades del nitrógeno son externas al anillo y favorecen la retención del nitrato en el complejo de platino, ya sea por la formación de un aducto o por la participación del nitrato como ligando. Por el contrario, el polipirrol posee átomos de nitrógeno aromáticos con un impedimento estérico considerablemente mayor. En este caso, se produce un intercambio iónico entre los contraiones del polímero dopado (SO42−) y el anión nitrato en el agua, seguido de una reducción del nitrato por el hidrógeno quimisorbido en las nanopartículas de platino. Capítulo VIII. Síntesis de polímeros conductores asistida por un surfactante y su aplicación en la eliminación de nitratos del agua. Este capítulo se ha extraído de la publicación: M.J. García-Fernández, S. Sancho-Querol, M.M. Pastor-Blas, A. Sepúlveda-Escribano, “Surfactant- assisted synthesis of conducting polymers. Application to the removal of nitrates from water”, Journal of Colloid and Interface Science. 2017, 494, 98-106. Se han sintetizado tres polímeros conductores diferentes, politiofeno (PT), polipirrol (PPy) y polianilina (PANI), mediante polimerización química oxidativa en medio acuoso, de modo que el protocolo de síntesis no incluya ningún disolvente tóxico. Dichos polímeros se han probado en la eliminación de nitratos de una disolución acuosa sin la necesidad de ningún catalizador metálico. Los polímeros que contienen N (PANI y PPy) fueron capaces de eliminar los nitratos a un nivel que cumplía los requerimientos de la legislación europea; sin embargo, el mecanismo del proceso se encuentra en gran medida influenciado por la naturaleza de cada polímero. Mientras que en la PANI el principal responsable de la efectiva eliminación de los nitratos es el intercambio iónico entre los contraiones del polímero, cloruro (Cl−) y sulfato (SO42−) y el nitrato (NO3−) del agua, como se demuestra mediante los análisis FTIR y XPS, el mecanismo de eliminación de nitratos en el PPy está basado en la transferencia electrónica del polímero al nitrato a través de los sitios N localizados en el anillo pirrólico. Por otra parte, el PT no fue capaz de intercambiar nitratos a menos que se sintetizara con cloruro férrico (FeCl3) como dopante/oxidante y utilizando un surfactante aniónico (sulfato de dodecilo sódico –SDS–). En ese caso, la atracción electrostática entre los grupos sulfato (OSO3−) del surfactante y los iones Fe3+ del FeCl3 produce el anclaje de Cl− a la cadena de crecimiento del PT oxidado, lo que favorece el intercambio iónico con el nitrato en la disolución acuosa, seguido de un proceso redox. Capítulo IX. Síntesis de materiales híbridos polímero conductor-TiO2 para su aplicación en la eliminación de nitratos del agua. Este capítulo se ha extraído de la publicación: J.J. Villora-Picó, V. Belda- Alcázar, M.J. García-Fernández, E. Serrano, A. Sepúlveda-Escribano, M.M. Pastor-Blas, “Conducting polymer-TiO2 hybrid materials: application in the removal of nitrates from water”, Langmuir. 2019, 35, 6089-6105. Se han desarrollado materiales capaces de producir la reducción del nitrato del agua sin la necesidad de un catalizador metálico y evitando el uso de hidrógeno gaseoso, mediante la combinación de las propiedades sinérgicas de la titania y de dos polímeros conductores. Se ha evaluado la polimerización de anilina y de pirrol sobre el dióxido de titanio en presencia de dos oxidantes/dopantes diferentes (tricloruro de hierro o peroxidisulfato de potasio). Los materiales híbridos resultantes tienen una buena estabilidad térmica debida a la titania y una conductividad considerable proporcionada por los polímeros conductores. Se ha evaluado la capacidad de estos materiales híbridos de reducir el nitrato acuoso, y se ha comparado con la hidrogenación catalítica del nitrato utilizando un catalizador de platino soportado en estos materiales híbridos. El mecanismo de eliminación de nitratos implica la adsorción de nitrato en el polímero mediante intercambio iónico con el anión dopante, seguido de la reducción del nitrato. La transferencia de electrones de la titania al polímero conductor en el material híbrido favorece la capacidad reductora del polímero, de forma que el nitrato se reduce selectivamente con una producción muy baja de productos secundarios no deseados. Los resultados obtenidos muestran que la actividad y la selectividad de la reducción catalítica del nitrato con dihidrógeno en presencia de un catalizador de platino soportado en estos materiales híbridos es considerablemente menor que la de los nanocompuestos libres de metal. / Consellería de Educación (PROMETEO-2009-002)

El presente es un estudio transversal y descriptivo realizado en 23 instituciones educativas estatales del distrito de Villa El Salvador, con el objetivo de determinar las concentraciones de nitritos y nitratos presentes en los hot dogs de consumo directo que se expenden en dichas instituciones educativas, debido a sus reconocidos efectos tóxicos sobre la salud, como son la metahemoglobinemia y la formación de nitrosaminas carcinogénicas. Para tal fin, se determinaron las concentraciones de estos aditivos mediante análisis espectrofotométrico en un equipo Spectronic – G Bauch y Lomb, y luego se comparó estos valores con las cantidades establecidas por las normativas nacional (INDECOPI) e internacional (Codex Alimentarius) vigentes. El método analítico se basa en la Norma Técnica Peruana ISO 2918:2006 para el caso de nitritos y en la Norma Técnica Peruana ISO 3091:2005 en el caso de nitratos. Los valores encontrados para nitritos y nitratos en las 23 muestras analizadas varían en un rango de 122 ppm hasta 399 ppm y de 482 ppm hasta 738 ppm, respectivamente y el promedio de las concentraciones para el caso de los nitritos es de 176.96 ppm y para el caso de los nitratos es de 530.31 ppm. Paralelamente, se determinó el porcentaje y frecuencia de consumo de los hot dogs en los alumnos del quinto y sexto grado de primaria de las mismas instituciones educativas seleccionadas, mediante la realización de una encuesta de consumo semanal, la cual nos indica que el 55,4 % de los alumnos consume hot dog en el colegio, mientras que la frecuencia de consumo se da mayormente una vez a la semana principalmente en los kioscos de las instituciones educativas estatales. Por lo tanto se concluye que las concentraciones de nitritos y nitratos presentes en las muestras analizadas de hot dogs de las 23 instituciones educativas estatales del distrito de Villa El Salvador superan los niveles máximos permitidos dados por el Codex Alimentarius e INDECOPI respectivamente y el porcentaje de consumo en estudiantes de 5º y 6º grado de educación primaria es también elevado. -- Palabras Claves: productos cárnicos, nitritos, nitratos, hot dogs, análisis toxicológico. / -- This is a cross-sectional and descriptive study conducted in 23 state educational institutions in the district of Villa El Salvador, with the aim of determining concentrations of nitrites and nitrates in hot dogs that are sold for direct consumption in these educational institutions, because of their known toxic effects on health, such as methemoglobinemia and formation of carcinogenic nitrosamines. For this purpose, it was determined the concentrations of these additives in samples of hot dog in the 23 schools through spectrophotometric analysis on a Spectronic - G Bauch and Lomb, and then compared these values with the quantities established by national (INDECOPI) and international (Codex Alimentarius) regulations nowadays. The analytical method is based on the Peruvian Technical Standard ISO 2918:2006 for the case of nitrite and the Peruvian Technical Standard ISO 3091:2005 in the case of nitrate. The values found for nitrites and nitrates in the 23 samples analyzed varied in a range from 122 ppm to 399 ppm and 482 ppm to 738 ppm, respectively, and average concentrations of nitrite in the case is 176.96 ppm and for the case of potassium nitrate is 530.31 ppm. In parallel, we determined the percentage and frequency of consumption of hot dogs in the students of fifth and sixth grade primary educational institutions themselves by conducting a weekly consumer survey, which indicates that 55.4% the students themselves consumed hot dog at school, while the frequency of consumption occurs mostly once a week mainly in the stores of state educational institutions. Therefore concluded that the concentrations of nitrites and nitrates present in samples of hot dogs in the 23 state educational institutions in the district of Villa El Salvador exceeds the maximum permissible levels given by the Codex Alimentarius and INDECOPI respectively and the rate of consumption students in grades 5 and 6th grade of primary education is also high. -- Key Words: meat products, nitrites, nitrates, hot dogs, toxicological analysis.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El agente biológico Corynebacterium pseudotuberculosis es un patógeno animal cosmopolita que genera infecciones supurativas crónicas en diversas especies, siendo la linfoadenitis caseosa (LAC) en pequeños rumiantes el cuadro de mayor importancia, pero también se encuentra causando lesiones absedativas en otras especies, como los equinos. En Chile este patógeno se encuentra presente, sin embargo ninguna de las enfermedades que produce son de notificación obligatoria, ya que son cuadros de tipo debilitante, que no provocan mortalidad y las pérdidas económicas asociadas son difíciles de evaluar. Esto se relaciona con un desconocimiento de las características que presenta este agente, lo que trae consigo la falta de un diagnóstico adecuado y medidas de control para las enfermedades que este produce. En esta memoria se estudiaron las características fenotípicas, mediante pruebas microbiológicas y bioquímicas, y genotípicas, utilizando la reacción de la polimerasa en cadena (PCR) y la secuenciación de un fragmento del gen rpoB ; de un total de 20 aislados nacionales de C. pseudotuberculosis obtenidas a partir de lesiones absedativas de caprinos y equinos. Se evidenció la existencia de diferencias entre los aislados equinos y caprinos en sus características fenotípicas, en la prueba de reducción de nitratos, todas las cepas caprinas fueron negativas y todas las cepas equinas positivas. También se observaron diferencias genotípicas en la secuencia del gen rpoB entre los aislados caprinos y equinos. La técnica de PCR simple como diagnóstico rápido, a partir de muestras clínicas; bajo las condiciones de este estudio, fue capaz de detectar solo el 15% de las cepas obtenidas por aislamiento bacteriológico. Sin embargo, la técnica de PCR múltiple a partir de cultivos puros, fue capaz de detectar a todas las cepas identificadas por aislamiento bacteriológico y pruebas bioquímicas, y en un menor tiempo que estas pruebas. Por lo tanto esta técnica implementada en el presente estudio se muestra como una eficiente alternativa para el diagnóstico de las enfermedades causadas por C. pseudotuberculosis

Na área urbana da cidade de Presidente Prudente foram identificados inúmeros poços tubulares que captam águas do Sistema Aquífero Bauru com concentrações de nitrato acima do padrão de potabilidade (10 mg/L de \'NO IND.3 POT.-\'-N ou 45mg/L \'NO IND.3 POT.-\'). O objetivo principal deste trabalho consistiu em avaliar as tendências de distribuição das concentrações de nitrato nas águas subterrâneas, ao longo do tempo e espaço, frente aos padrões de ocupação urbana e do uso do solo. Os métodos utilizados compreenderam o sistema de informação geográfica (SIG) e métodos estatísticos básicos aplicados aos dados hidrogeoquímicos pré-existentes, provenientes de 60 poços tubulares e os gerados mediante a amostragem semestral de 22 poços, distribuídos na área do município. A partir dos resultados obtidos, a área urbana foi dividida em três zonas sensíveis à contaminação por nitrato. A zona denominada (A) corresponde às áreas com altas concentrações deste contaminante (>45 mg/L de \'NO IND.3 POT.-\') devido ao rápido crescimento populacional, o qual estaria associado, principalmente, à alta densidade de antigos sistemas de saneamento in situ (fossas sépticas e negras). Outras fontes relacionadas aos aumentos nas concentrações constituíram os vazamentos, fugas, redes coletoras de esgoto muito antigas e manutenção inadequada das mesmas. A zona (B) refere-se às áreas com possíveis problemas de nitrato ou áreas denominadas de \"alerta\", onde a densidade urbana é menor (84hab/ha) que a zona A (120 hab/ha). As concentrações de nitrato encontram-se entre 23 mg/L e 45 mg/L de \'NO IND.3 POT.-\'. A zona (C) compreende as áreas não contaminadas. Estas áreas têm baixa densidade urbana (20 hab/ha) e concentrações de nitrato inferiores ao valor de alerta definido pela CETESB (23 mg/L de \'NO IND.3 POT.-\'). O zoneamento proposto neste trabalho servirá como referência para a determinação de medidas preventivas que visam o melhoramento na qualidade das águas subterrâneas na área urbana de Presidente Prudente. / Concentrations of nitrate, above the drinking water standard (10 mg/L NO3- - N or 45 mglL NO3\'), have been detected in several deep drilling wells, located at the urban area of Presidente Prudente city. The main goal of this work is to evaluate the trends in distribution of nitrate concentrations in groundwater, over time and space, in relation to urban settlement patterns and land use. ln order to perform this, the geographic information systems (GlS) and basic statistical methods were used. These methods were applied on pre-existing hydrogeochemical data of 60 drilling wells, and from new chemical analyses of 22 drilling wells throughout the urban area. From these results, the urban area was divided in three zones that are sensitive to nitrate contamination. The A zone corresponds to areas with high nitrate concentrations (> 45 mg/L de \'NO IND.3 POT.-\') due to the fast population growth, which it could directly be associated to the high density of on-site sanitation systems (latrines and septic tanks). Other sources related to the nitrate increasing concentrations in these areas are the sewer leaks, old sewer as well as their inadequate maintenance. The B zone refers to areas with possible nitrate pollution called \"in alert\" zones. The population density is low (84 inhabitants.\'ha POT. -1\') when compared with the A zone (12 inhabitants. \'ha POT. -1\'). The nitrate concentrations are between 23 mg/L and 45 mg/L \'NO IND.3 POT.-\'.The C zone corresponds to areas without nitrate pollution problem. These areas have low population density (20 inhabitants. \'ha POT. -1\') and the nitrate concentrations are lower than the alert value defined by CETESB (23 mg/L \'NO IND.3 POT.-\'). The proposed zoning in this work will serve as a reference to the establishment of prevent policies in order to improve the groundwater quality within the urban area of Presidente Prudente.

O presente trabalho apresenta uma nova técnica de especiação de compostos nitrogenados em amostra ambientais e de alimentos, utilizando a técnica de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua (HR-CS MAS). O íon nitrito foi determinado por meio da geração de vapor (CVG) de NO acoplado a HR-CS MAS, na presença de ácido clorídrico e de ácido ascórbico. Fatores como a temperatura da cela de quartzo, vazão do gás de arraste, vazão do sistema CVG e concentração dos ácidos foram otimizados nessa etapa. Métodos de especiação de nitrito e nitrato foram estudados, empregando a fotorredução do nitrato à nitrito - irradiação de luz ultravioleta (UV) - nas amostras contendo nitrato em meio tamponado com cloreto de amônio em pH 7,97, na presença de EDTA. Dessa maneira, a concentração de nitrato, empregando o processo de redução, se soma à concentração de nitrito anterior, sendo especiado por meio da subtração da concentração final da inicial. O p-nitrofenol (PNP) foi determinado por meio da quebra da ligação C-N na estrutura, empregando radiação UV na presença de peróxido de hidrogênio em pH 11,8, gerando nitrito, o qual foi determinado por meio da redução à vapor de NO. As condições otimizadas para o método proposto visando as determinações (especiação) por meio da formação de NO foram, (I) Determinação de nitrito: linha de absorção 214,803 nm, temperatura da cela de quartzo de 600 oC, vazão do gás de arraste de 6 L.H-1, vazão do sistema CVG 8,0 mL.min-1, [HCl] 3,0 mol.L-1 e [Ác. Ascórbico] 3,5% (m.v-1); (II) Determinação de nitrato: [NH4Cl] 2,0 mol.L-1 em pH 7,97, [EDTA] 1,0 mmol.L-1 e 20 segundos de irradiação UV (254 nm e 15 W). (III) Determinação de PNP: [H2O2] 1,0 mmol.L-1 em pH 11,8 e 20 segundos em irradiação UV (254 nm e 15 W). Curvas de calibração foram construídas, de maneira a avaliar o comportamento das espécies em cada condição de determinação seletiva, e, posteriormente, o método foi aplicado nas amostras. Foram analisadas tanto a água de conserva quanto o alimento sólido, seco em estufa à 70 oC até massa constante e logo após, triturado em água deionizada ultrapura à 70 oC por 40 minutos. As amostras foram centrifugadas e filtradas em seguida. Testes de adição e recuperação foram realizados nas amostras, para avaliar a eficiência do método e as possíveis fontes de interferência no sistema. Os valores de R2, LOD (mg.L-1) e LOQ (mg.L-1) foram, respectivamente, de 0,9903; 0,047 e 0,16 para o nitrito; de 0,9904; 0,090 e 0,30 para nitrato e de 0,9957; 0,034 e 0,11 para PNP. / The present work presents a new technique for the speciation of nitrogenous compounds in environmental and food samples, using the high-resolution continuum-source molecular absorption technique (HR-CS MAS). The nitrite ion was determined by the generation of vapor (CVG) of NO coupled to HR-CS MAS in the presence of hydrochloric acid and ascorbic acid. Factors such as the temperature of the quartz cell, carrier gas flow, CVG system flow and acid concentration were optimized in this step. Nitrite and nitrate speciation methods were studied, using the photoreduction of nitrate to nitrite - irradiation of ultraviolet light (UV) - in the samples containing nitrate in buffered medium with ammonium chloride at pH 7,97, in the presence of EDTA. In this way, the nitrate concentration, using the reduction process, is added to the concentration of the previous nitrite, being speciated by subtraction of the final concentration of the initial one. P-nitrophenol (PNP) was determined by breaking the C-N bond in the structure, employing UV radiation in the presence of hydrogen peroxide at pH 11.8, generating nitrite, which was determined by the reduction to NO vapor. The optimized conditions of the proposed method for the determinations (speciation) through NO formation were: (I) nitrite determination: absorption line in 214,803 nm, quartz cell temperature of 600 oC, carrier gas flow of 6 L.H-1, CVG system flow of 8.0 mL.min-1, [HCl] 3.0 mol.L-1 and [Ascorbic acid] 3.5% (m.v-1); (II) Determination of nitrate: [NH4Cl] 2.0 mol.L-1 at pH 7.97, [EDTA] 1.0 mmol.L-1 and 20 seconds of UV irradiation (254 nm and 15 W). (III) Determination of PNP: [H2O2] 1.0 mmol.L-1 at pH 11.8 and 20 seconds in UV irradiation (254 nm and 15 W). Calibration curves were constructed in order to evaluate the behavior of the species in each condition of selective determination, and, later, the method was applied in the samples. Both the conserve water and the solid food, oven dried at 70 oC up to constant mass, were analysed and then crushed in ultra-pure deionized water at 70 oC for 40 minutes. The samples were centrifuged and then filtered. Addition and recovery tests were performed in the samples to evaluate the efficiency of the method and possible sources of interference in the system. The values of R2, LOD (mg.L-1) and LOQ (mg.L-1) were, respectively, 0.9903; 0.047 and 0.16 for nitrite; 0.9904; 0.090 and 0.30 for nitrate and 0.9957; 0.034 and 0.11 for PNP. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A Faixa Araçuaí corresponde à porção setentrional da Província Mantiqueira (Almeida et. al., 1973), sendo informalmente subdividida em três domínios estruturais: o para-autóctone ocidental, e os alóctones Central e Oriental (Oliveira et al., 2000; Vauchez et al., 2007), todos envolvidos em um sistema de empurrões N-S com vergência para oeste. De modo geral, o Domínio Ocidental ou milonítico corresponde à cobertura deformada do Cráton São Francisco, o Domínio Central a rochas tonalíticas-granodioríticas e o Domínio Oriental a anatexitos leucograníticos. A Suíte Derribadinha e o Tonalito Bom Jesus, alvos desta pesquisa, localizam-se na região onde as rochas do domínio central, cuja principal expoente é a Suíte Galiléia, cavalgam sobre os Complexos Mantiqueira e Juiz de Fora do Domínio Ocidental na região de Governador Valadares (MG). A Suíte Derribadinha é composta por dioritos, quartzo-dioritos, tonalitos com biotita e anfibólio. A unidade Bom Jesus é tonalítica com predominância de biotita e granada. Pods de rochas máficas associados a estas duas unidades são gabros e quartzogabros com ocorrência de ortopiroxênio. Geoquimicamente, segundo as definições de Frost et al. (2001) o conjunto geral de amostras é essencialmente magnesiano, metaluminoso a moderadamente peraluminoso e cálcico a cálcio-alcalino, com exceção das amostras do Tonalito Bom Jesus que são marcadamente peraluminosas, O padrão de elementos traços é também similar para todas as unidades, com valores elevados em LILE (Rb, Ba e K) e depleção em HSFE (Ta, Nb, Hf e Zr). Esse conjunto de características geoquímicas são condizentes com magmas de arco vulcânico, e sugerem que as várias unidades cartografadas relacionam-se geneticamente. Análises de Microscopia Eletrônica Varredura - MEV, e investigações sobre a mineralogia magnética, através de curvas termomagnéticas e magnetização remanente isotérmica (MRI), evidenciaram ocorrência de óxidos de ferro (magnetita-hematita), sulfetos de ferro (pirita-pirrotita) e sulfetos de cobre (calcopirita) para as amostras da suíte Derribadinha, rochas máficas com ortopiroxênio e a unidade São Vitor (parte da suíte Galiléia). Amostras do Tonalito Bom Jesus exibiram óxidos de titânio (ilmenita) e ferro (hematita). O Tonalito Bom Jesus exibe valores de suscettibilidade k < 0,5 mSI. Esses valores sugerem que a anisotropia de suscetibilidade magnética ASM para essa unidade é controlada essencialmente pelos minerais paramagnéticos (Rochette, 1987; Hrouda & Jelíneck 1990). A Suíte Derribadinha e as rochas máficas com ortopiroxênio apresentam valoles de k >0,5 mSI. Esses valores indicam o controle da fração ferro e paramagnética. O grau de anisotropia P varia entre 1.01 e 2.22, com valores maiores para suíte Derribadinha. Os elipsóides de ASM são dominantemente oblatos. A correspondência da trama magnética com as medidas diretas obtidas em campo sugerem que os dados ASM são uma boa aproximação da petrotrama. Foliações espaçadas leve a moderadamente definidas são observadas meso e microscopicamente em todas as unidades, porém foliações no estado sólido se restringem à zona de cisalhamento que coloca a Suíte Derribadinha e o Tonalito Bom Jesus sobre as rochas do Complexo Mantiqueira e Juiz de Fora. Foliações com direção dominantemente N-S e mergulhos rasos a moderados para E, contendo lineações down dip, correlacionados com indicadores cinemáticos refletem a dinâmica de empurrão movimentação para leste, definida na literatura como própria da tectônica colisional. / The Araçuaí belt corresponds to the setentrional portion of the Mantiqueira Province (Almeida et al., 1973), and is informally subdivided into three structural domains: the parautochthonous Occidental, and the allocthonous Central and Oriental (Oliveira et al., 2000; Vauchez et al., 2007), all of them subjected to a NS thrust system with vergence to the West. In general, the Occidental or Mylonitic Domain corresponds to the deformed cover of the São Francisco Craton, the Central Domain corresponds to tonalite-granodiorite rocks, and the Oriental Domain to anatectic leucogranites. The Derribadinha Suite and the Bom Jesus Tonalite, which are the aim of this study, are located in the region where the Central Domain, whose the Suite Galiléia is the most important unit, thrusts westwards upon the Mantiqueira and Juiz de Fora Complexes of the Occidental in the Governador Valadares region. The Derribadinha Suite is represented by diorites, quartz-diorites, tonalites with biotite and amphibole. The Bom Jesus unit is of tonalite composition, and show predominance of biotite and garnet. Pods of mafic rocks that occur associated to these two units are represented by gabbros and quartz-gabbros with orthopyroxene. In terms of geochemistry, according to Frost et al. (2001) the rocks are essentially magnesian, metaluminous to moderately peraluminous and calcic to calc-alkalic, except the samples from the Bom Jesus Tonalite, which are strongly peraluminous. The trace element pattern is also similar to all units, with high values of LILE (Rb, Ba and K) and depletion of HFSE (Ta, Nb, Hf and Zr). These geochemical characteristics are in agreement with the patterns shown by volcanic arc magmas, and suggest that the studied units are genetically related. Scanning Electron Microprobe - SEM analysis, and investigation concerning the magnetic mineralogy, through thermomagnetic curves and Isothermic Remanent Magnetization - IRM evidence the occurrence of iron oxides (magnetite - hematite), iron sulfides (pirite - pyrrotite) and copper sulfides (chalcopyrite) for the Derribadinha Suite, mafic rocks with orthopyroxene and São Vitor Unit (part of the Galiléia Suite). For the Bom Jesus Tonalite it was identified titanium oxides (ilmenite) and iron oxides (hematite). The Bom Jesus Tonalite presents magnetic susceptibility (k) lower than 0.5 mSI. These values suggest that the Anisotropy of Magnetic Susceptibility - AMS is essentially controlled by paragnetic minerals for this unit. The Derribadinha Suite and the mafic rocks with orthopyroxene present higher susceptibility (k > 0.5 mSI), which indicates the control of ferro and paragnetic minerals (Rochette, 1987; Hrouda & Jelíneck 1990). The degree of anisotropy (P) varies between 1.01 and 2.22, with higher values than for Derribadinha Suite. The AMS ellipsoids are dominantly oblate. The correspondence of the magnetic fabric with the direct measurements taken on the field suggest the AMS data are in a good agrreement with the petrofabrics. Spaced foliation, poorly to moderate defined, is observed meso and microscopically in all units, although solid-state foliation is restricted to the shear zone that places the Derribadinha Suite and the Bom Jesus Tonalite over the Mantiqueira and Juiz de Fora complexes. This structure defines foliations orientated N-S, whith shallow to moderate dips towards E and down- dip lineations, which in correlation with kinetic indicators evidence the dynamic of thrusting towards E, previously defined in the bibliography as characteristic of collision tectonics.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. 2005. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto de Ciências Biomédicas de Abel Salazar

Tese de doutoramento. Engenharia Química e Biológica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

El presente es un estudio transversal y descriptivo realizado en 23 instituciones educativas estatales del distrito de Villa El Salvador, con el objetivo de determinar las concentraciones de nitritos y nitratos presentes en los hot dogs de consumo directo que se expenden en dichas instituciones educativas, debido a sus reconocidos efectos tóxicos sobre la salud, como son la metahemoglobinemia y la formación de nitrosaminas carcinogénicas. Para tal fin, se determinaron las concentraciones de estos aditivos mediante análisis espectrofotométrico en un equipo Spectronic – G Bauch y Lomb, y luego se comparó estos valores con las cantidades establecidas por las normativas nacional (INDECOPI) e internacional (Codex Alimentarius) vigentes. El método analítico se basa en la Norma Técnica Peruana ISO 2918:2006 para el caso de nitritos y en la Norma Técnica Peruana ISO 3091:2005 en el caso de nitratos. Los valores encontrados para nitritos y nitratos en las 23 muestras analizadas varían en un rango de 122 ppm hasta 399 ppm y de 482 ppm hasta 738 ppm, respectivamente y el promedio de las concentraciones para el caso de los nitritos es de 176.96 ppm y para el caso de los nitratos es de 530.31 ppm. Paralelamente, se determinó el porcentaje y frecuencia de consumo de los hot dogs en los alumnos del quinto y sexto grado de primaria de las mismas instituciones educativas seleccionadas, mediante la realización de una encuesta de consumo semanal, la cual nos indica que el 55,4 % de los alumnos consume hot dog en el colegio, mientras que la frecuencia de consumo se da mayormente una vez a la semana principalmente en los kioscos de las instituciones educativas estatales. Por lo tanto se concluye que las concentraciones de nitritos y nitratos presentes en las muestras analizadas de hot dogs de las 23 instituciones educativas estatales del distrito de Villa El Salvador superan los niveles máximos permitidos dados por el Codex Alimentarius e INDECOPI respectivamente y el porcentaje de consumo en estudiantes de 5º y 6º grado de educación primaria es también elevado. Palabras Claves: productos cárnicos, nitritos, nitratos, hot dogs, análisis toxicológico. / This is a cross-sectional and descriptive study conducted in 23 state educational institutions in the district of Villa El Salvador, with the aim of determining concentrations of nitrites and nitrates in hot dogs that are sold for direct consumption in these educational institutions, because of their known toxic effects on health, such as methemoglobinemia and formation of carcinogenic nitrosamines. For this purpose, it was determined the concentrations of these additives in samples of hot dog in the 23 schools through spectrophotometric analysis on a Spectronic - G Bauch and Lomb, and then compared these values with the quantities established by national (INDECOPI) and international (Codex Alimentarius) regulations nowadays. The analytical method is based on the Peruvian Technical Standard ISO 2918:2006 for the case of nitrite and the Peruvian Technical Standard ISO 3091:2005 in the case of nitrate. The values found for nitrites and nitrates in the 23 samples analyzed varied in a range from 122 ppm to 399 ppm and 482 ppm to 738 ppm, respectively, and average concentrations of nitrite in the case is 176.96 ppm and for the case of potassium nitrate is 530.31 ppm. In parallel, we determined the percentage and frequency of consumption of hot dogs in the students of fifth and sixth grade primary educational institutions themselves by conducting a weekly consumer survey, which indicates that 55.4% the students themselves consumed hot dog at school, while the frequency of consumption occurs mostly once a week mainly in the stores of state educational institutions. Therefore concluded that the concentrations of nitrites and nitrates present in samples of hot dogs in the 23 state educational institutions in the district of Villa El Salvador exceeds the maximum permissible levels given by the Codex Alimentarius and INDECOPI respectively and the rate of consumption students in grades 5 and 6th grade of primary education is also high. Key Words: meat products, nitrites, nitrates, hot dogs, toxicological analysis.