Fertilization trial on soybean in Argentine Pampa : boron or nitrogen?

p.29-36

Influencia de algunas variables edáficas en la extracción de microelementos en suelos de la zona maicera núcleo

p.47-52

Fertilization trial on soybean in Argentine Pampa : boron or nitrogen?

p.29-36

The dynamics of arsenic in four paddy fields in the Bengal delta

Irrigation with arsenic contaminated groundwater in the Bengal Delta may lead to As accumulation in the soil and rice grain. The dynamics of As concentration and speciation in paddy fields during dry season (boro) rice cultivation were investigated at 4 sites in Bangladesh and West Bengal, India. Three sites which were irrigated with high As groundwater had elevated As concentrations in the soils, showing a significant gradient from the irrigation inlet across the field. Arsenic concentration and speciation in soil pore water varied temporally and spatially; higher As concentrations were associated with an increasing percentage of arsenite, indicating a reductive mobilization. Concentrations of As in rice grain varied by 2-7 fold within individual fields and were poorly related with the soil As concentration. A field site employing alternating flooded-dry irrigation produced the lowest range of grain As concentration, suggesting a lower soil As availability caused by periodic aerobic conditions.

Baseline Soil Variation Is a Major Factor in Arsenic Accumulation in Bengal Delta Paddy Rice

Factors responsible for paddy soil arsenic accumulation in the tubewell irrigated systems of the Bengal Delta were investigated. Baseline (i.e., nonirrigated) and paddy soils were collected from 30 field systems across Bangladesh. For each field, soil sampled at dry season (Boro) harvest i.e., the crop cycle irrigated with tubewell water, was collected along a 90 m transect away from the tubewell irrigation source. Baseline soil arsenic levels ranged from 0.8 to 21. mg/kg, with lower values found on the Pliestocene Terrace around Gazipur (average, 1.6 +/- 0.2 mg/kg), and higher levels found in Holecene sediment tracts of Jessore and Faridpur (average, 6.6 +/- 1.0 mg/kg). Two independent approaches were used to assess the extent of arsenic build-up in irrigated paddy soils. First, arsenic build-up in paddy soil at the end of dry season production (irrigated - baseline soil arsenic) was regressed against number of years irrigated and tubewell arsenic concentration. Years of irrigation was not significant (P 0.711), indicating no year-on-year arsenic build-up, whereas tubewell As concentration was significant (P = 0.008). The second approach was analysis of irrigated soils for 20 fields over 2 successive years. For nine of the fields there was a significant (P <0.05) decrease in soil arsenic from year 1 to 2, one field had a significant increase, whereas there was no change for the remaining 10. Over the dry season irrigation cycle, soil arsenic built-up in soils at a rate dependent on irrigation tubewell water, 35* (tubewell water concentration in mg/kg, mg/L). Grain arsenic rises steeply at low soil/shoot arsenic levels, plateauing out at concentratations. Baseline soil arsenic at Faridpur sites corresponded to grain arsenic levels at the start of this saturation phase. Therefore, variation in baseline levels of soil arsenic leads to a large range in grain arsenic. Where sites have high baseline soil arsenic, further additional arsenic from irrigation water only leads to a gradual increase in grain arsenic concentration.

Increase in rice grain arsenic for regions of Bangladesh irrigating paddies with elevated arsenic in groundwaters.

Concern has been raised by Bangladeshi and international scientists about elevated levels of arsenic in Bengali food, particularly in rice grain. This is the first inclusive food market-basket survey from Bangladesh, which addresses the speciation and concentration of arsenic in rice, vegetables, pulses, and spices. Three hundred thirty aman and boro rice, 94 vegetables, and 50 pulse and spice samples were analyzed for total arsenic, using inductivity coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The districts with the highest mean arsenic rice grain levels were all from southwestern Bangladesh:? Faridpur (boro) 0.51 > Satkhira (boro) 0.38 > Satkhira (aman) 0.36 > Chuadanga (boro) 0.32 > Meherpur (boro) 0.29 µg As g-1. The vast majority of food ingested arsenic in Bangladesh diets was found to be inorganic; with the predominant species detected in Bangladesh rice being arsenite (AsIII) or arsenate (AsV) with dimethyl arsinic acid (DMAV) being a minor component. Vegetables, pulses, and spices are less important to total arsenic intake than water and rice. Predicted inorganic arsenic intake from rice is modeled with the equivalent intake from drinking water for a typical Bangladesh diet. Daily consumption of rice with a total arsenic level of 0.08 µg As g-1 would be equivalent to a drinking water arsenic level of 10 µg L-1. Concern has been raised by Bangladeshi and international scientists about elevated levels of arsenic in Bengali food, particularly in rice grain. This is the first inclusive food market-basket survey from Bangladesh, which addresses the speciation and concentration of arsenic in rice, vegetables, pulses, and spices. Three hundred thirty aman and boro rice, 94 vegetables, and 50 pulse and spice samples were analyzed for total arsenic, using inductivity coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The districts with the highest mean arsenic rice grain levels were all from southwestern Bangladesh:? Faridpur (boro) 0.51 > Satkhira (boro) 0.38 > Satkhira (aman) 0.36 > Chuadanga (boro) 0.32 > Meherpur (boro) 0.29 µg As g-1. The vast majority of food ingested arsenic in Bangladesh diets was found to be inorganic; with the predominant species detected in Bangladesh rice being arsenite (AsIII) or arsenate (AsV) with dimethyl arsinic acid (DMAV) being a minor component. Vegetables, pulses, and spices are less important to total arsenic intake than water and rice. Predicted inorganic arsenic intake from rice is modeled with the equivalent intake from drinking water for a typical Bangladesh diet. Daily consumption of rice with a total arsenic level of 0.08 µg As g-1 would be equivalent to a drinking water arsenic level of 10 µg L-1.

Uptake kinetics of arsenic species in rice plants

Arsenic (As) finds its way into soils used for rice (Oryza sativa) cultivation through polluted irrigation water, and through historic contamination with As-based pesticides. As is known to be present as a number of chemical species in such soils, so we wished to investigate how these species were accumulated by rice. As species found in soil solution from a greenhouse experiment where rice was irrigated with arsenate contaminated water were arsenite, arsenate, dimethylarsinic acid, and monomethylarsonic acid. The short-term uptake kinetics for these four As species were determined in 7-d-old excised rice roots. High-affinity uptake (0-0.0532 mM) for arsenite and arsenate with eight rice varieties, covering two growing seasons, rice var. Boro (dry season) and rice var. Aman (wet season), showed that uptake of both arsenite and arsenate by Boro varieties was less than that of Aman varieties. Arsenite uptake was active, and was taken up at approximately the same rate as arsenate. Greater uptake of arsenite, compared with arsenate, was found at higher substrate concentration (low-affinity uptake system). Competitive inhibition of uptake with phosphate showed that arsenite and arsenate were taken up by different uptake systems because arsenate uptake was strongly suppressed in the presence of phosphate, whereas arsenite transport was not affected by phosphate. At a slow rate, there was a hyperbolic uptake of monomethylarsonic acid, and limited uptake of dimethylarsinic acid.

Arsenic in Rice Grown in Low-Arsenic Environments in Bangladesh

It has previously been reported that rice grown in regions of Bangladesh with low-arsenic (As) concentrations in irrigation water can have relatively high concentrations of As within their grains. This study aims to determine how widespread this issue is, and determine the seasonal variation in grain As in these regions. Levels of As were measured in shallow tube well (STW) water, soils, and rice grains collected during the Boro (dry) and Aman (wet) seasons from six Upazilas (sub-districts) of Bangladesh where As levels in groundwater were known to be low. In all the Upazilas, the As concentrations in STW water were <50 mu g L-1. The As levels in soil samples collected from the Upazilas ranged between 0.2-4.0 mgkg(-1) in the sam-ples collected during the Boro season, and 0.4-5.7 mg kg(-1) in the samples collected in the Aman season. Levels of As in both Boro and Aman rice grain varied widely: in Boro 0.02-0.45 mg kg(-1), and in Aman 0.01-0.29 mg kg(-1). Additionally, a household survey of dietary habits was also conducted in one Upazila by estimating As ingestion by 15 head female members. On average, the women consumed 3.1 L of water, 1.1 kg of cooked rice, and 42 g dry weight of curry per day. The total As ingestion rates ranged from 31.1-129.3 mu g day(-1) (mean 63.5 mu g kg(-1)). These findings indicate that the major route of As ingestion in low groundwater As areas of Bangladesh is rice, followed by curry and then water.

Effects of arsenic-contaminated irrigation water on growth, yield, and nutrient concentration in rice

A study was undertaken to determine the effects of different concentrations of arsenic (As) in irrigation water on Boro (dry-season) rice (Oryza sativa) and their residual effects on the following Aman (wet-season) rice. There were six treatments, with 0, 0.1, 0.25, 0.5, 1, and 2 mg As L-1 applied as disodium hydrogen arsenate. All the growth and yield parameters of Boro rice responded positively at lower concentrations of up to 0.25 mg As L-1 in irrigation water but decreased sharply at concentrations more than 0.5 mg As L-1. Arsenic concentrations in grain and straw of Boro rice increased significantly with increasing concentration of As in irrigation water. The grain As concentration was in the range of 0.25 to 0.97 μg g-1 and its concentration in rice straw varied from 2.4 to 9.6 μg g-1 over the treatments. Residual As from previous Boro rice showed a very similar pattern in the following Aman rice, although As concentration in Aman rice grain and straw over the treatments was almost half of the As levels in Boro rice grain. Arsenic concentrations in both grain and straw of Boro and Aman rice were found to correlate with iron and be antagonistic with phosphorus. Copyright © Taylor & Francis Group, LLC.

Acrylic bone cements modified with bioactive and biodegradable fillers

O cimento ósseo acrílico é o único material utilizado para a fixação de próteses em cirurgias ortopédicas, surgindo como uma alternativa às técnicas não cimentadas. Cerca de um milhão de pacientes são anualmente tratados para a substituição total da articulação do quadril e do joelho. Com a maior expectativa de vida da população e o aumento do número de cirurgias realizadas por ano espera-se que o uso do cimento ósseo aumente substancialmente. A fraca ligação do cimento ao osso é um problema comum que pode causar perda asséptica da prótese. Assim, torna-se necessário investir no desenvolvimento de cimentos ósseos alternativos que permitam promover maior estabilidade e melhor desempenho do implante. O principal objetivo desta tese foi desenvolver um cimento ósseo bioativo, capaz de ligar-se ao osso, com propriedades melhoradas relativamente aos sistemas convencionais. A preparação dos materiais foi realizada por dois processos diferentes, a polimerização por via térmica e a polimerização por via química. Inicialmente, utilizando o processo térmico, foram desenvolvidos compósitos de PMMA-co-EHA reforçados com vidro de sílica (CSi) e vidro de boro (CB) e comparados em termos do seu comportamento in vitro em meio acelular e celular. A formação de precipitados de fosfato de cálcio foi observada sobre a superfície de todos os compósitos indicando que estes materiais são potencialmente bioativos. Em relação à avaliação biológica o CSi demonstrou um efeito indutor da proliferação das células. As células apresentaram uma morfologia normal e alta taxa de crescimento quando comparadas com o padrão de cultura. Por outro lado ocorreu inibição da proliferação celular para o CB provavelmente devido à sua elevada taxa de degradação, levando a uma elevada concentraçao de iões de B e de Mg no meio de cultura. O efeito do vidro nos cimentos curados por via química, incorporando um activador de baixa toxicidade, também foi avaliado. Os resultados sugerem que as novas formulações podem diminuir o efeito exotérmico na cura do cimento e melhorar as propriedades mecânicas (flexão e compressão). Outro estudo conduzido neste trabalho explorou a possibilidade de incorporar ibuprofeno (fármaco anti-inflamatório) no cimento, dando origem a um material capaz de ser simultaneamente, bioativo e promotor da libertação controlada de fármacos. Neste contexto foi evidenciado que o desempenho do cimento desenvolvido pode contribuir para minimizar o processo inflamatório associado a uma cirurgia ortopédica. Finalmente, a fase sólida do cimento ósseo bioativo foi modificada por diferentes polímeros biodegradáveis. A adição deste enchimento deu origem a um cimento parcialmente biodegradável que pode permitir a formação de poros e o crescimento ósseo para o interior do cimento, resultando numa melhor fixação da prótese.

Diamond microelectrodes for corrosion studies

Este trabalho teve como objetivos a produção, caracterização e aplicação de microelétrodos (MEs) de diamante como sensores amperométricos e potenciométricos em sistemas de corrosão nos quais a agressividade do meio e a presença de produtos de corrosão, constituem obstáculos que podem diminuir o desempenho, ou inviabilizar a utilização, de outros tipos de sensores. Os microeléctrodos são baseados em filmes finos de diamante dopado com boro (BDD – Boron Doped Diamond) depositados sobre fios de tungsténio afiados, através do método de deposição química a partir da fase vapor, assistida por filamento quente (HFCVD – Hot Filament Chemical Vapor Deposition). A otimização das diversas etapas de fabricação dos MEs deu origem ao desenvolvimento de um novo sistema de afiamento eletroquímico para obtenção destes fios e a várias opções para a obtenção dos filmes de diamante condutor e seu isolamento com resinas para exposição apenas da ponta cilíndrica. A qualidade cristalina dos filmes de diamante foi avaliada por espectroscopia de Raman. Esta informação foi complementada com uma caracterização microestrutural dos filmes de diamante por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), em que se fez a identificação da tipologia dos cristais como pertencendo às gamas de diamante nanocristalino ou microcristalino. Os filmes de BDD foram utilizados na sua forma não modificada, com terminações em hidrogénio e também com modificação da superfície através de tratamentos de plasma RF de CF4 e O2 indutores de terminações C-F no primeiro caso e de grupos C=O, C-O-C e C-OH no segundo, tal como determinado por XPS. A caracterização eletroquímica dos MEs não modificados revelou uma resposta voltamétrica com elevada razão sinal/ruído e baixa corrente capacitiva, numa gama de polarização quasi-ideal com extensão de 3 V a 4 V, dependente dos parâmetros de crescimento e pós-tratamentos de superfície. Estudou-se a reversibilidade de algumas reações heterogéneas com os pares redox Fe(CN)6 3-/4- e FcOH0/+ e verificou-se que a constante cinética, k0, é mais elevada em elétrodos com terminações em hidrogénio, nos quais não se procedeu a qualquer modificação da superfície. Estes MEs não modificados foram também testados na deteção de Zn2+ onde se observou, por voltametria cíclica, que a detecção da redução deste ião é linear numa escala log-log na gama de 10-5-10-2 M em 5 mM NaCl. Realizaram-se também estudos em sistemas de corrosão modelares, em que os microeléctrodos foram usados como sensores amperométricos para mapear a distribuição de oxigénio e Zn2+ sobre um par galvânico Zn-Fe, com recurso a um sistema SVET (Scanning Vibrating Electrode Technique). Foi possível detetar, com resolução lateral de 100 μm, um decréscimo da concentração de O2 junto a ambos os metais e produção de catiões de zinco no ânodo. Contudo verificou-se uma significativa deposição de zinco metálico na superfície dos ME utilizados. Os MEs com superfície modificada por plasma de CF4 foram testados como sensores de oxigénio dissolvido. A calibração dos microeléctrodos foi efetuada simultaneamente por voltametria cíclica e medição óptica através de um sensor de oxigénio comercial. Determinou-se uma sensibilidade de ~0.1422 nA/μM, com um limite de deteção de 0.63 μM. Os MEs modificados com CF4 foram também testados como sensores amperométricos com os quais se observou sensibilidade ao oxigénio dissolvido em solução, tendo sido igualmente utilizados durante a corrosão galvânica de pares Zn-Fe. Em alguns casos foi conseguida sensibilidade ao ião Zn2+ sem que o efeito da contaminação superficial com zinco metálico se fizesse sentir. Os microeléctrodos tratados em plasma de CF4 permitem uma boa deteção da distribuição de oxigénio, exibindo uma resposta mais rápida que os não tratados além de maior estabilidade de medição e durabilidade. Nos MEs em que a superfície foi modificada com plasma de O2 foi possível detetar, por cronopotenciometria a corrente nula, uma sensibilidade ao pH de ~51 mV/pH numa gama de pH 2 a pH 12. Este comportamento foi associado à contribuição determinante de grupos C-O e C=O, observados por XPS com uma razão O/C de 0,16. Estes MEs foram igualmente testados durante a corrosão galvânica do par Zn-Fe onde foi possível mapear a distribuição de pH associada ao desenvolvimento de regiões alcalinas causadas pela redução do oxigénio, acima da região catódica, e de regiões ácidas decorrentes da dissolução anódica do ânodo de zinco. Com o par galvânico imerso em 50 mM NaCl registou-se uma variação de pH aproximadamente entre 4,8 acima do ânodo de zinco a 9,3 sobre o cátodo de ferro. A utilização pioneira destes MEs como sensores de pH é uma alternativa promissora aos elétrodos baseados em membranas seletivas.

Contribution to fundamental aspects of biophysics, radiobiology, and modeling of cellular response to low radiation doses

Tese de doutoramento, Engenharia Biomédica e Biofísica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Boronic acids as partners in multicomponent reactions

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Biological membranes : biophysical properties and aquaporin function

Tese de doutoramento, Farmácia (Bioquímica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Evolução hidrogeoquímica das águas sulfúreas de Entre-os-Rios: avaliação preliminar

O principal objectivo desta dissertação foi avaliar a evolução hidrogeoquímica das águas minerais de Entre‐os‐Rios, para uma melhor compreensão do modelo hidrogeológico conceptual deste sistema hidromineral. Desta forma, foram coligidos diversos dados hidroquímicos, quer das nascentes clássicas (Torre, Curveira, Ardias, Arcos Esquerda e Arcos Direita), quer do furo Barbeitos. Foram compiladas e analisadas oitenta análises hidroquímicas no período 1938‐2012, incluindo características organolépticas (cheiro, cor e turbidez), diversas propriedades físico-químicas (temperatura, pH, condutividade eléctrica, sulfuração, etc), os principais catiões e aniões (bicarbonato, fluoreto, sódio, lítio, etc) e os elementos vestigiários (chumbo, tungsténio, boro, etc). Além disso, foram integrados os dados históricos disponíveis de finais do século XIX e inícios do século XX. Foram igualmente reunidos e discutidos alguns dados isotópicos (oxigénio‐18, deutério e trítio). O recurso hidromineral de Entre‐os‐Rios está condicionado pela litologia e pelas condições tectónicas. As análises químicas revelaram que as águas minerais de Entre‐os‐Rios apresentam uma estabilidade química nos últimos 100 anos. Estas águas são orto‐ a hipertermais, fracamente mineralizadas, de reacção alcalina, sulfídricas, bicarbonatadas sódicas, carbonatadas e muito fluoretadas. Estas características são claramente distintas das águas normais da região. As águas de Entre‐os‐Rios são muito semelhantes às águas minerais de S. Vicente e, em diversos parâmetros, bastante diferentes das águas minerais das Caldas da Saúde. Os dados isotópicos permitiram concluir que as águas de Entre‐os‐Rios têm uma origem meteórica, com um tempo de residência longo no sistema aquífero, e que são, muito provavelmente, submodernas, com uma recarga anterior a 1952. Na região de Entre‐os‐Rios coexistem três sistemas aquíferos, um sistema granítico superficial, livre e um sistema livre a semi‐confinado, ambos com circulação de águas normais, e um sistema aquífero granítico, profundo, confinado, com circulação de água mineral.