Em cenas naturais, ocorrem com certa freqüência classes espectralmente muito similares, isto é, os vetores média são muito próximos. Em situações como esta dados de baixa dimensionalidade (LandSat-TM, Spot) não permitem uma classificação acurada da cena. Por outro lado, sabe-se que dados em alta dimensionalidade tornam possível a separação destas classes, desde que as matrizes covariância sejam suficientemente distintas. Neste caso, o problema de natureza prática que surge é o da estimação dos parâmetros que caracterizam a distribuição de cada classe. Na medida em que a dimensionalidade dos dados cresce, aumenta o número de parâmetros a serem estimados, especialmente na matriz covariância. Contudo, é sabido que, no mundo real, a quantidade de amostras de treinamento disponíveis, é freqüentemente muito limitada, ocasionando problemas na estimação dos parâmetros necessários ao classificador, degradando, portanto a acurácia do processo de classificação, na medida em que a dimensionalidade dos dados aumenta. O Efeito de Hughes, como é chamado este fenômeno, já é bem conhecido no meio científico, e estudos vêm sendo realizados com o objetivo de mitigar este efeito. Entre as alternativas propostas com a finalidade de mitigar o Efeito de Hughes, encontram-se as técnicas que utilizam amostras não rotuladas e amostras semi-rotuladas para minimizar o problema do tamanho reduzido das amostras de treinamento. Deste modo, técnicas que utilizam amostras semi-rotuladas, tornamse um tópico interessante de estudo, bem como o comportamento destas técnicas em ambientes de dados de imagens digitais de alta dimensionalidade em sensoriamento remoto, como por exemplo, os dados fornecidos pelo sensor AVIRIS. Neste estudo foi dado prosseguimento à metodologia investigada por Lemos (2003), o qual implementou a utilização de amostras semi-rotuladas para fins de estimação dos parâmetros do classificador Máxima Verossimilhança Gaussiana (MVG). A contribuição do presente trabalho consistiu na inclusão de uma etapa adicional, introduzindo a estimação das probabilidades a priori P( wi) referentes às classes envolvidas para utilização no classificador MVG. Desta forma, utilizando-se funções de decisão mais ajustadas à realidade da cena analisada, obteve-se resultados mais acurados no processo de classificação. Os resultados atestaram que com um número limitado de amostras de treinamento, técnicas que utilizam algoritmos adaptativos, mostram-se eficientes em reduzir o Efeito de Hughes. Apesar deste Efeito, quanto à acurácia, em todos os casos o modelo quadrático mostrou-se eficiente através do algoritmo adaptativo. A conclusão principal desta dissertação é que o método do algoritmo adaptativo é útil no processo de classificação de imagens com dados em alta dimensionalidade e classes com características espectrais muito próximas. / In natural scenes there are some cases in which some of the land-cover classes involved are spectrally very similar, i.e., their first order statistics are nearly identical. In these cases, the more traditional sensor systems such as Landsat-TM and Spot, among others usually result in a thematic image low in accuracy. On the other hand, it is well known that high-dimensional image data allows for the separation of classes that are spectrally very similar, provided that their second-order statistics differ significantly. The classification of high-dimensional image data, however, poses some new problems such as the estimation of the parameters in a parametric classifier. As the data dimensionality increases, so does the number of parameters to be estimated, particularly in the covariance matrix. In real cases, however, the number of training samples available is usually limited preventing therefore a reliable estimation of the parameters required by the classifier. The paucity of training samples results in a low accuracy for the thematic image which becomes more noticeable as the data dimensionality increases. This condition is known as the Hughes Phenomenon. Different approaches to mitigate the Hughes Phenomenon investigated by many authors have been reported in the literature. Among the possible alternatives that have been proposed, the so called semi-labeled samples has shown some promising results in the classification of remote sensing high dimensional image data, such as AVIRIS data. In this dissertation the approach proposed by Lemos (2003) is further investigated to increase the reliability in the estimation of the parameters required by the Gaussian Maximum Likelihood (GML) classifier. In this dissertation, we propose a methodology to estimate the a priory probabilities P( i) required by the GMV classifier. It is expected that a more realistic estimation of the values for the a priory probabilities well help to increase the accuracy of the thematic image produced by the GML classifier. The experiments performed in this study have shown an increase in the accuracy of the thematic image, suggesting the adequacy of the proposed methodology.

O solo é um compartimento ambiental altamente complexo e, em razão do crescimento populacional acelerado e da intensa atividade industrial e agrícola, tem sofrido com a contaminação de substâncias de origens diversas. Entre as principais atividades que contribuem para a perturbação da qualidade dos solos estão as atividades de geração de energia pela queima de combustíveis fósseis, como o carvão mineral. Dentre as substâncias presentes nos rejeitos do carvão queimado em usinas termelétricas estão compostos orgânicos e metais pesados que interagem com o material genético, produzindo mutações e acarretando prejuízos em nível de organismo (como as neoplasias), mas também em níveis maiores de organização biológica (como a perda de diversidade genética em populações). Estudos de avaliação do potencial mutagênico em amostras de solo são escassos, principalmente investigando a ação de mutágenos de origem inorgânica. Além disso, estudos de mutagênese em solos sob a influência de rejeitos de carvão têm sido pouco abordados na literatura. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram: (i) testar um protocolo para avaliação de atividade mutagênica em extratos inorgânicos e orgânicos de solo; (ii) avaliar a presença e o perfil dos compostos mutagênicos em solos sob a influência de cinzas de carvão e (iii) investigar as rotas ambientais para dispersão dos compostos mutagênicos na área de estudo. Para atingir estes objetivos, processos de extração de compostos orgânicos e inorgânicos de solo foram testados quanto a sua eficiência em extrair da amostra compostos potencialmente mutagênicos frente a linhagem de Salmonella typhimurium que detecta erro no quadro de leitura (TA98). Os protocolos mais eficientes foram utilizados para os testes com diferentes amostras de solo sob a influência de rejeitos de carvão utilizando diversas linhagens, na ausência e presença de ativação metabólica (fração S9 mix). Os resultados de mutagênese associados aos resultados da caracterização química de compostos orgânicos e metais indicaram que os contaminantes presentes nas cinzas de carvão podem se dispersar com facilidade para áreas adjacentes. Essa abordagem de estudo permitiu relacionar a presença de determinadas classes de compostos com diferentes danos no DNA e inferir distintas rotas ambientais de dispersão para esses compostos. A realização deste trabalho ressalta a importância de estudos em matrizes ambientais complexas, em especial solos contaminados, que buscam integrar os dados de mutagênese e utilizá-los sob uma perspectiva ecológica. / Soil is a highly complex environmental compartment that has suffered contamination by substances from multiple sources mainly due to fast population growth and intense industrial and agricultural activity. Among the main activities that affect soil quality are power generation activities that use fossil fuels, such as mineral coal. Among the several compounds present in coal ashes that are employed in coal-fired power plants are substances that interact with the genetic material, causing mutations and/or damage at the individual level (like neoplasias) but also at higher levels of biological organization (like loss of genetic diversity in populations). There are few studies on the mutagenic potential of soil samples, especially those that investigate the action of mutagens from inorganic sources. Moreover, studies of mutagenesis in soils under the influence of coal-fired power plants have rarely been reported in literature. Thus, this work aimed at: (i) testing a protocol for the evaluation of mutagenic activity in inorganic and organic extracts from soil samples; (ii) evaluating the presence and the profile of mutagenic compounds in soils under the influence of coal ashes and (iii) investigating environmental routes of dispersion of mutagenic compounds in the study area. In order to achieve these aims, extraction processes for inorganic and organic compounds were tested concerning their efficiency to extract compounds potentially mutagenic to the specific Salmonella typhimurium strain that detects frameshift mutagens (TA98). The most efficient protocols were further utilized for the tests with different soil samples under the influence of coal-fired power plant using several strains, in absence and presence of metabolic activation (S9 mix fraction). Mutagenesis results associated with the chemical characterization of the organic compounds and metals indicated that contaminants present in coal ashes can be easily dispersed to adjacent areas. This approach allowed relating the presence of certain classes of compounds to specific damages in DNA and inferring distinct dispersion routes for these compounds. This work highlights the importance of studies concerning complex environmental matrices, specially contaminated soils, which seek the integration of mutagenesis data and their use from an ecological perspective.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-09-06T15:11:17Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO LUIZ RAIMUNDO S.S.R.SANTOS.pdf: 1266644 bytes, checksum: 450e692c86f2ffc5bc25ffa7e76b9e3d (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-06T15:37:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO LUIZ RAIMUNDO S.S.R.SANTOS.pdf: 1266644 bytes, checksum: 450e692c86f2ffc5bc25ffa7e76b9e3d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T15:37:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO LUIZ RAIMUNDO S.S.R.SANTOS.pdf: 1266644 bytes, checksum: 450e692c86f2ffc5bc25ffa7e76b9e3d (MD5) / O estudo de elementos essenciais e contaminantes nas amostras biológicas é de grande importância visto que a variação da concentração destes é um parâmetro para detecção de diversas doenças e distúrbios metabólicos provocados pela exposição a substâncias tóxicas e medicamentos. O objetivo deste trabalho foi propor um método analítico visando avaliar o efeito da furosemida (diurético de alça) sobre a composição mineral (Mg, Cu, Fe, Se, Zn, Cd e Pb) em amostras biológicas (fígado, rim, coração, pulmão e soro) de ratos Wistar por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Para a decomposição das amostras foi utilizado um procedimento por via úmida, com adição de ácido nítrico e peróxido de hidrogênio, empregando forno de microondas com cavidade. As figuras analíticas de mérito (precisão, limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) e efeito de matriz) foram determinadas para o procedimento proposto. A exatidão foi verificada com material de referência certificado fígado bovino NIST 1577b e por comparação com método de referência da AOAC (Association of Official Analytical Chemists). O procedimento proposto foi aplicado para avaliação dos efeitos da furosemida sobre a composição corporal de elementos essenciais e contaminantes de ratos Wistar. Os dados para Se, Cd e Pb foram abaixo do LOQ, sendo necessário a utilização de técnicas mais sensíveis como GF AAS e ICP-MS para a quantificação desses elementos em amostras biológicas. Em relação ao comportamento dos minerais nas amostras biológicas estudadas, o Cu, nas amostras biológicas dos ratos machos, este apresenta uma redução no fígado, rim e coração, mantendo-se constante no pulmão. Nas fêmeas há um aumento no fígado e redução no rim, coração e pulmão. Para o Fe, o comportamento é semelhante entre machos e fêmeas, com redução no fígado, rim e soro e aumento no coração e pulmão. O Mg apresenta uma constância no fígado e pulmão, redução no rim, coração e aumento no soro para machos, enquanto para fêmeas, em fígado e rim permanecem constantes e há redução no coração, pulmão e soro. Já o Zn reduz no fígado e rim dos machos e se mantém constante no coração e pulmão, sendo o inverso para as fêmeas. Foi encontrando como resultados uma extração dos elementos Mg, Cu e Zn em todos os tecidos biológicos estudados em uma magnitude de 16,8; 15,1 e 6,4 % para ratos machos e 13,0; 16,5 e 8,1 % para fêmeas, após a administração da furosemida em todos os animais estudados. O Fe apresentou um aumento de 21,8% e 5,1%, em todos os tecidos biológicos estudados, para ratos machos e fêmeas respectivamente, concluindo que a furosemida não traz prejuízos para a saúde com relação à perda de elementos essenciais / The study of essential elements and contaminants in biological samples is of great importance since the variation of the concentration of these is a parameter for the detection of various diseases and metabolic disorders caused by exposure to toxic substances and medicines. The aim of this study was to propose an analytical method to evaluate the effect of furosemide (loop diuretic) on the mineral composition (Mg, Cu, Fe, Se, Zn, Cd and Pb) in biological samples (liver, kidney, heart, lung and serum) of rats by optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP OES). For decomposition of the samples we used a procedure by wet, with the addition of nitric acid and hydrogen peroxide, using a microwave cavity. The analytical figures of merit (precision, limit of detection (LOD) and quantification (LOQ) and matrix effect) were determined for the proposed procedure. The accuracy was checked with certified reference material NIST 1577b bovine liver and by comparison with reference method AOAC (Association of Official Analytical Chemists). The proposed procedure was applied to assess the effects of furosemide on body composition of essential elements and contaminants in rats. The data for Se, Cd and Pb were below the LOQ, necessitating the use of more sensitive techniques such as GF AAS and ICP-MS for quantification of these elements in biological samples. As for the behavior of minerals in biological samples studied, the Cu in biological samples from male rats, this presents a reduction in the liver, kidney and heart, remaining constant in the lung. In females there is an increase in the liver and reduction in kidney, heart and lung. For Fe, the behavior is similar between males and females, with a reduction in the liver, kidney and serum and increased heart and lung. Magnesium has a constancy in the liver and lung, reduction in kidney, heart and an increase in serum for males as for females, liver and kidney remain constant and there is a reduction in heart, lung and serum. Already reduces the Zn in the liver and kidney of males and remained constant in the heart and lungs, and the converse for females. Was found as a result of the extraction elements Mg, Cu and Zn in all biological tissues studied in a magnitude of 16.8, 15.1 and 6.4% for males and 13.0, 16.5 and 8.1 % for females, after administration of furosemide in all animals studied. Fe showed an increase of 21.8% and 5.1% in all biological tissues studied, for males and females respectively, concluding that furosemide does not bring harm to health in relation to loss of essential elements

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-19Bitstream added on 2014-06-13T18:46:19Z : No. of bitstreams: 1 bellin_ic_dr_araiq.pdf: 1668200 bytes, checksum: bca88ddf4d8550b63d36e4e2d483f6cb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho caracterizaram-se amostras de solo e substâncias húmicas (SH) extraídas de diferentes solos da Bacia do Médio Rio Negro e também determinaram-se a capacidade de complexação de íons Hg(II) por SH e constantes de troca entre espécies metálicas originalmente complexadas às SH por íons Hg(II). As amostras de solos foram caracterizadas através do teor de matéria orgânica, análises elementar e granulométrica. Os resultados mostraram que os teores de matéria orgânica para as amostras de solo diminuíram com a profundidade. Com base nos resultados de análise granulométrica feita nas amostras de solos, caracterizou-se o aumento dos teores de argila em função da profundidade com a conseqüente diminuição dos teores de areia e silte. As substâncias húmicas extraídas de amostras de solos coletados na Bacia do Médio Rio Negro-AM foram caracterizados por análise elementar, ressonância paramagnética eletrônica e ressonância magnética nuclear. Os resultados mostraram que, em função da profundidade, os valores das razões atômicas C/N foram praticamente constantes ao contrário das razões C/O e C/H, as quais diminuíram. As concentrações de radicais livres do tipo semi-quinona das substâncias húmicas variaram de 0,08 a 5,38 x 1018 spins g-1 de carbono, indicando diferença entre os níveis de humificação das SH extraídas de solos amazônicos. As SH extraídas de solos de regiões alagáveis apresentaram maiores concentrações de spins em relação às SH extraídas de regiões não alagáveis, indicando influência da umidade no processo de humificação. / In this research were characterized humic substances (HS) and soil samples extracted from Rio Negro-AM Medium Basin and capacity of complexation (CC) of Hg(II) by HS and constants of exchange between metallic species originally complexed in the HS by Hg(II) had also been determined. The soil samples were characterized through organic material composition, elemental and granulometry analysis. The results showed decreasing of the organic material composition with the depth. According to the results taken, was characterized an increasing in the composition of clay with the depth, but in the other hand, a reduction in silt and sand composition. The humic substances extracted of soil samples from Rio Negro-AM Medium Basin were characterized by elemental analysis, electronic paramagnetic resonance and nuclear magnetic resonance. The results had shown that, in function of the depth, the atomic ratio values C/N were constants, while the atomic ratio C/O and C/H decresed. The concentrations of free radicals of the humic substances were 0.08 to 5.38 x 1018 spins g-1 of carbon, indicating difference in the humification levels of HS extracted from Amazonian soils. The HS extracted in flooded regions showed bigger spins concentrations comparing to ones extracted in unflooded regions, showing that the humidity influences in the process of humification. The NMR of 13C dates showed the sequence of percentage of kind of carbon: aliphatic > ethers/hydroxyls > carboxyls/esthers/amides > aromatics > phenols @ carbonyls of aldehydes and ketones for HS samples extracted of the differences profiles of the Amazonian soils studied.

Em cenas naturais, ocorrem com certa freqüência classes espectralmente muito similares, isto é, os vetores média são muito próximos. Em situações como esta dados de baixa dimensionalidade (LandSat-TM, Spot) não permitem uma classificação acurada da cena. Por outro lado, sabe-se que dados em alta dimensionalidade tornam possível a separação destas classes, desde que as matrizes covariância sejam suficientemente distintas. Neste caso, o problema de natureza prática que surge é o da estimação dos parâmetros que caracterizam a distribuição de cada classe. Na medida em que a dimensionalidade dos dados cresce, aumenta o número de parâmetros a serem estimados, especialmente na matriz covariância. Contudo, é sabido que, no mundo real, a quantidade de amostras de treinamento disponíveis, é freqüentemente muito limitada, ocasionando problemas na estimação dos parâmetros necessários ao classificador, degradando, portanto a acurácia do processo de classificação, na medida em que a dimensionalidade dos dados aumenta. O Efeito de Hughes, como é chamado este fenômeno, já é bem conhecido no meio científico, e estudos vêm sendo realizados com o objetivo de mitigar este efeito. Entre as alternativas propostas com a finalidade de mitigar o Efeito de Hughes, encontram-se as técnicas que utilizam amostras não rotuladas e amostras semi-rotuladas para minimizar o problema do tamanho reduzido das amostras de treinamento. Deste modo, técnicas que utilizam amostras semi-rotuladas, tornamse um tópico interessante de estudo, bem como o comportamento destas técnicas em ambientes de dados de imagens digitais de alta dimensionalidade em sensoriamento remoto, como por exemplo, os dados fornecidos pelo sensor AVIRIS. Neste estudo foi dado prosseguimento à metodologia investigada por Lemos (2003), o qual implementou a utilização de amostras semi-rotuladas para fins de estimação dos parâmetros do classificador Máxima Verossimilhança Gaussiana (MVG). A contribuição do presente trabalho consistiu na inclusão de uma etapa adicional, introduzindo a estimação das probabilidades a priori P( wi) referentes às classes envolvidas para utilização no classificador MVG. Desta forma, utilizando-se funções de decisão mais ajustadas à realidade da cena analisada, obteve-se resultados mais acurados no processo de classificação. Os resultados atestaram que com um número limitado de amostras de treinamento, técnicas que utilizam algoritmos adaptativos, mostram-se eficientes em reduzir o Efeito de Hughes. Apesar deste Efeito, quanto à acurácia, em todos os casos o modelo quadrático mostrou-se eficiente através do algoritmo adaptativo. A conclusão principal desta dissertação é que o método do algoritmo adaptativo é útil no processo de classificação de imagens com dados em alta dimensionalidade e classes com características espectrais muito próximas. / In natural scenes there are some cases in which some of the land-cover classes involved are spectrally very similar, i.e., their first order statistics are nearly identical. In these cases, the more traditional sensor systems such as Landsat-TM and Spot, among others usually result in a thematic image low in accuracy. On the other hand, it is well known that high-dimensional image data allows for the separation of classes that are spectrally very similar, provided that their second-order statistics differ significantly. The classification of high-dimensional image data, however, poses some new problems such as the estimation of the parameters in a parametric classifier. As the data dimensionality increases, so does the number of parameters to be estimated, particularly in the covariance matrix. In real cases, however, the number of training samples available is usually limited preventing therefore a reliable estimation of the parameters required by the classifier. The paucity of training samples results in a low accuracy for the thematic image which becomes more noticeable as the data dimensionality increases. This condition is known as the Hughes Phenomenon. Different approaches to mitigate the Hughes Phenomenon investigated by many authors have been reported in the literature. Among the possible alternatives that have been proposed, the so called semi-labeled samples has shown some promising results in the classification of remote sensing high dimensional image data, such as AVIRIS data. In this dissertation the approach proposed by Lemos (2003) is further investigated to increase the reliability in the estimation of the parameters required by the Gaussian Maximum Likelihood (GML) classifier. In this dissertation, we propose a methodology to estimate the a priory probabilities P( i) required by the GMV classifier. It is expected that a more realistic estimation of the values for the a priory probabilities well help to increase the accuracy of the thematic image produced by the GML classifier. The experiments performed in this study have shown an increase in the accuracy of the thematic image, suggesting the adequacy of the proposed methodology.

O solo é um compartimento ambiental altamente complexo e, em razão do crescimento populacional acelerado e da intensa atividade industrial e agrícola, tem sofrido com a contaminação de substâncias de origens diversas. Entre as principais atividades que contribuem para a perturbação da qualidade dos solos estão as atividades de geração de energia pela queima de combustíveis fósseis, como o carvão mineral. Dentre as substâncias presentes nos rejeitos do carvão queimado em usinas termelétricas estão compostos orgânicos e metais pesados que interagem com o material genético, produzindo mutações e acarretando prejuízos em nível de organismo (como as neoplasias), mas também em níveis maiores de organização biológica (como a perda de diversidade genética em populações). Estudos de avaliação do potencial mutagênico em amostras de solo são escassos, principalmente investigando a ação de mutágenos de origem inorgânica. Além disso, estudos de mutagênese em solos sob a influência de rejeitos de carvão têm sido pouco abordados na literatura. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram: (i) testar um protocolo para avaliação de atividade mutagênica em extratos inorgânicos e orgânicos de solo; (ii) avaliar a presença e o perfil dos compostos mutagênicos em solos sob a influência de cinzas de carvão e (iii) investigar as rotas ambientais para dispersão dos compostos mutagênicos na área de estudo. Para atingir estes objetivos, processos de extração de compostos orgânicos e inorgânicos de solo foram testados quanto a sua eficiência em extrair da amostra compostos potencialmente mutagênicos frente a linhagem de Salmonella typhimurium que detecta erro no quadro de leitura (TA98). Os protocolos mais eficientes foram utilizados para os testes com diferentes amostras de solo sob a influência de rejeitos de carvão utilizando diversas linhagens, na ausência e presença de ativação metabólica (fração S9 mix). Os resultados de mutagênese associados aos resultados da caracterização química de compostos orgânicos e metais indicaram que os contaminantes presentes nas cinzas de carvão podem se dispersar com facilidade para áreas adjacentes. Essa abordagem de estudo permitiu relacionar a presença de determinadas classes de compostos com diferentes danos no DNA e inferir distintas rotas ambientais de dispersão para esses compostos. A realização deste trabalho ressalta a importância de estudos em matrizes ambientais complexas, em especial solos contaminados, que buscam integrar os dados de mutagênese e utilizá-los sob uma perspectiva ecológica. / Soil is a highly complex environmental compartment that has suffered contamination by substances from multiple sources mainly due to fast population growth and intense industrial and agricultural activity. Among the main activities that affect soil quality are power generation activities that use fossil fuels, such as mineral coal. Among the several compounds present in coal ashes that are employed in coal-fired power plants are substances that interact with the genetic material, causing mutations and/or damage at the individual level (like neoplasias) but also at higher levels of biological organization (like loss of genetic diversity in populations). There are few studies on the mutagenic potential of soil samples, especially those that investigate the action of mutagens from inorganic sources. Moreover, studies of mutagenesis in soils under the influence of coal-fired power plants have rarely been reported in literature. Thus, this work aimed at: (i) testing a protocol for the evaluation of mutagenic activity in inorganic and organic extracts from soil samples; (ii) evaluating the presence and the profile of mutagenic compounds in soils under the influence of coal ashes and (iii) investigating environmental routes of dispersion of mutagenic compounds in the study area. In order to achieve these aims, extraction processes for inorganic and organic compounds were tested concerning their efficiency to extract compounds potentially mutagenic to the specific Salmonella typhimurium strain that detects frameshift mutagens (TA98). The most efficient protocols were further utilized for the tests with different soil samples under the influence of coal-fired power plant using several strains, in absence and presence of metabolic activation (S9 mix fraction). Mutagenesis results associated with the chemical characterization of the organic compounds and metals indicated that contaminants present in coal ashes can be easily dispersed to adjacent areas. This approach allowed relating the presence of certain classes of compounds to specific damages in DNA and inferring distinct dispersion routes for these compounds. This work highlights the importance of studies concerning complex environmental matrices, specially contaminated soils, which seek the integration of mutagenesis data and their use from an ecological perspective.

As determinações de alumínio são de grande interesse devido à sua toxicidade e sua ampla distribuição no meio ambiente. Além disso as determinações deste elemento por métodos analíticos convencionais apresentam dificuldades devido aos problemas da contaminação da amostra. O método de análise por ativação com nêutrons (NAA) para determinação de Al possui vantagens de rapidez na análise e de alta sensibilidade. Entretanto, neste método ocorrem os problemas de reações nucleares de interferência de P e Si. O Al na NAA é determinado pela medida do 28Al formado na reação 27Al (n, γ) 28Al, o mesmo radioisótopo formado nas reações nucleares 31P (n, α) 28Al e 28Si (n, p) 28Al. O objetivo deste estudo foi determinar Al pela NAA em amostras ambientais, fazendo a correção das interferências usando fatores de correção e dispondo das concentrações de P e de Si das amostras. Neste estudo foram analisados os materiais de referência certificados (MRCs) e amostras de biomonitores (cascas de árvore e líquen). O procedimento experimental consistiu na irradiação curta de uma alíquota de amostra no reator IEA-R1 juntamente com o padrão de Al, seguida de espectrometria de raios gama. O P foi determinado pela medida da radiação beta do 32P usando um contador Geiger-Müller. O Si foi determinado por meio da irradiação com nêutrons epitérmicos e medida do 29Al formado na reação 29Si (n,p) 29Al. Os resultados da determinação de Al, P e Si nos MRCs apresentaram uma boa precisão e exatidão com |Z-score| ≤ 2. As concentrações de Al obtido nos biomonitores variaram de 253 a 15783 μg g-1 e no caso da determinação de P e Si as concentrações destes elementos variaram de 283 a 1946 μg g-1 e de 0,11 a 7,8 %, respectivamente. Nos biomonitores analisados, as taxas de contribuição de interferência de P e de Si na determinação de Al foram da ordem de 2,0 % e esta contribuição depende das relações entre as concentrações dos interferentes e a do Al na amostra. Os limites de detecção de Al na análise dos biomonitores foram inferiores às suas concentrações demonstrando que procedimento de NAA proposto pode ser aplicado na determinação de Al neste tipo de matriz. / Aluminum determinations are of great interest since this element is toxic to humans and it is widely distributed in the environment. Besides, the determinations of this element by conventional analytical methods present difficulties due to sample contamination during the analyses. Neutron activation analysis (NAA) for Al determination presents advantages of fast analyses and of high sensitivity. However, NAA of Al does present problems of P and Si nuclear reaction interferences. Aluminum is determined by measuring 28Al, formed in the reaction 27Al (n, γ) 28Al, the same radioisotope formed in reactions 31P (n, α) 28Al and 28Si (n, p) 28Al. The purpose of this study was to determine Al in environmental samples by NAA correcting these interferences using correction factors, and determining P and Si concentrations in the samples. In this study, certified reference materials and biomonitor samples (tree barks and lichen) were analyzed. Experimental procedure consisted of irradiating an aliquot of the sample at the IEA-R1 nuclear research reactor together with Al standard, followed by gamma ray spectrometry. Phosphorus was determined by measuring beta radiation of 32P using a Geiger-Müller counter. Silicon was determined by epithermal neutron activation analysis and measuring 29Al formed in the reaction 29Si (n, p)29Al. Results obtained in the determination of Al, P and Si in the certified reference materials showed good precision and accuracy with |Z-score| ≤ 2. Aluminum results in the biomonitor samples varied from to 253 to 15783 μg g-1. In the case of P its concentrations varied from 283 to 1946 μg g-1. Silicon determinations in biomonitors varied from 0.11 to 7.8 %. The interference contribution rates in the analyses of the biomonitor samples were of the order of 2.0 % and this contribution depends on the relation between concentrations of interfering elements and of Al in the sample. Detection limit values of Al in the biomonitor analyses were lower than their concentrations in the samples demonstrating that the proposed procedure of NAA can be applied in the Al determination in this kind of matrix.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-12-22T09:18:25Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-12-22T09:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Resumo: Neste trabalho caracterizaram-se amostras de solo e substâncias húmicas (SH) extraídas de diferentes solos da Bacia do Médio Rio Negro e também determinaram-se a capacidade de complexação de íons Hg(II) por SH e constantes de troca entre espécies metálicas originalmente complexadas às SH por íons Hg(II). As amostras de solos foram caracterizadas através do teor de matéria orgânica, análises elementar e granulométrica. Os resultados mostraram que os teores de matéria orgânica para as amostras de solo diminuíram com a profundidade. Com base nos resultados de análise granulométrica feita nas amostras de solos, caracterizou-se o aumento dos teores de argila em função da profundidade com a conseqüente diminuição dos teores de areia e silte. As substâncias húmicas extraídas de amostras de solos coletados na Bacia do Médio Rio Negro-AM foram caracterizados por análise elementar, ressonância paramagnética eletrônica e ressonância magnética nuclear. Os resultados mostraram que, em função da profundidade, os valores das razões atômicas C/N foram praticamente constantes ao contrário das razões C/O e C/H, as quais diminuíram. As concentrações de radicais livres do tipo semi-quinona das substâncias húmicas variaram de 0,08 a 5,38 x 1018 spins g-1 de carbono, indicando diferença entre os níveis de humificação das SH extraídas de solos amazônicos. As SH extraídas de solos de regiões alagáveis apresentaram maiores concentrações de spins em relação às SH extraídas de regiões não alagáveis, indicando influência da umidade no processo de humificação. / Abstract: In this research were characterized humic substances (HS) and soil samples extracted from Rio Negro-AM Medium Basin and capacity of complexation (CC) of Hg(II) by HS and constants of exchange between metallic species originally complexed in the HS by Hg(II) had also been determined. The soil samples were characterized through organic material composition, elemental and granulometry analysis. The results showed decreasing of the organic material composition with the depth. According to the results taken, was characterized an increasing in the composition of clay with the depth, but in the other hand, a reduction in silt and sand composition. The humic substances extracted of soil samples from Rio Negro-AM Medium Basin were characterized by elemental analysis, electronic paramagnetic resonance and nuclear magnetic resonance. The results had shown that, in function of the depth, the atomic ratio values C/N were constants, while the atomic ratio C/O and C/H decresed. The concentrations of free radicals of the humic substances were 0.08 to 5.38 x 1018 spins g-1 of carbon, indicating difference in the humification levels of HS extracted from Amazonian soils. The HS extracted in flooded regions showed bigger spins concentrations comparing to ones extracted in unflooded regions, showing that the humidity influences in the process of humification. The NMR of 13C dates showed the sequence of percentage of kind of carbon: aliphatic > ethers/hydroxyls > carboxyls/esthers/amides > aromatics > phenols @ carbonyls of aldehydes and ketones for HS samples extracted of the differences profiles of the Amazonian soils studied. / Orientador: André Henrique Rosa / Coorientador: Julio Cesar Rocha / Banca: Wilson Tadeu Lopes da Silva / Banca: Marisa Veiga Capela / Banca: Isabele Rodrigues Nascimento / Banca: Ézio Sargentini Junior / Doutor

Orientador: Mirian Cristina dos Santos / Resumo: O mexilhão dourado (Limnoperna fortunei) tem provocado transtornos ambientais e econômicos nas localidades onde foi introduzido. Dessa forma, o uso do seu resíduo moído como reparador da defasagem de nutrientes e de acidez em solos agrícolas pode vir a ser uma boa aplicação para esse molusco bioinvasor. Entretanto, apesar dessa ação reparadora, é necessária uma averiguação prévia da ausência de elementos potencialmente tóxicos no resíduo. Neste contexto, o presente trabalho foi realizado com o intuito de quantificar, em amostras do Limnoperna fortunei, os elementos chumbo, cádmio, alumínio, ferro e manganês, os quais dependo de suas quantidades podem ser tóxicos aos vegetais e aos demais seres vivos ao longo da cadeia alimentar. Para quantificação desses analitos foi utilizada a Espectrometria de absorção atômica com fonte contínua e de alta resolução. Foram desenvolvidos e otimizados programas de aquecimento para a determinação dos elementos traço chumbo e cádmio, empregando amostragem direta de sólidos e atomização com forno de grafite. A determinação direta de chumbo só foi possível com a utilização da calibração com o material de referência certificado para tecido de mexilhão (Mussel Tissue – 2976), empregando 5 µL da mistura 0,1% (m/v) Pd (NO3)2 + 0,05% (m/v) Mg (NO3)2 em presença de 0,05% (m/v) de Triton X-100 como modificador químico. As temperaturas de pirólise e atomização foram 1000°C e 2200°C, respectivamente. O estudo de massa permitiu a utilização de massas de am... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The golden mussel (Limnoperna fortunei) has caused environmental and economic disruption in the locations where it was introduced. Thus, the use of their ground waste as repairer of the gap of nutrients and acidity in soils may prove to be a good application for this mollusk bio invader. However, despite of this remedial action, a prior test of the absence of potentially toxic elements in the residue is required. In this context, the present study was performed in order to quantify, in samples of the Limnoperna fortunei, the elements lead, cadmium, aluminum, iron and manganese, which depending on their quantities they can be toxic to plants and other living beings throughout the food chain. To quantify these analytes was used high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. Heating programs were developed and optimized for the determination of lead and cadmium trace elements, using direct solid and graphite furnace atomization. The direct determination of lead was only possible with the use of calibration with certified reference material for mussel tissue (Mussel Tissue - 2976), using 5 uL of the mixture 0.1% (m/v) Pd (NO3)2 + 0.05% (w/v) Mg (NO3)2 in the presence of 0.05% (w/v) Triton X-100 as a chemical modifier. The temperatures of pyrolysis and atomization were 1000 ° C and 2200 ° C respectively. The mass study allowed the use of samples of mass within the range of 0.150 to 0.850 mg. For cadmium it was only performed calibration with standard 12.5 g/L sol... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre