Desenvolvimento de métodos electroquímicos de quantificação de fármacos em amostras de água contaminadas

Este trabalho teve como objectivo, o desenvolvimento de um método electroquímico, para quantificação do fármaco carbamazepina (CBZ) em águas contaminadas. Neste trabalho foram utilizados quatro métodos voltamétricos: a voltametria cíclica, a voltametria de varrimento linear, a voltametria de onda quadrada e a voltametria de impulso diferencial. Os eléctrodos de trabalho utilizados foram, o eléctrodo de mercúrio de gota suspensa, o eléctrodo de carbono vítreo clássico e um eléctrodo de carbono vítreo modificado com um filme de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs). O eléctrodo de mercúrio de gota suspensa permitiu o estudo da redução da CBZ numa região de potencial mais catódico, e os eléctrodos de carbono vítreo, com e sem modificação, permitiram o estudo da oxidação da CBZ numa região de potencial mais anódico. Nas condições experimentais estudadas, o eléctrodo de mercúrio de gota suspensa revelou ser um sensor voltamétrico pouco eficaz na determinação quantitativa da carbamazepina, em amostras com uma matriz complexa. Entre os eléctrodos de carbono vítreo, o eléctrodo de carbono vítreo modificado com os MWCNTs revelou ser o sensor voltamétrico mais eficaz e sensível, na detecção e determinação da carbamazepina. Modificado com um filme de nanotubos de carbono de paredes múltiplas, que previamente foram dispersos em dihexadecilhidrogenofosfato (DHP) e água, este novo eléctrodo permitiu obter uma resposta electroquímica da CBZ, consideravelmente superior ao eléctrodo não modificado. Utilizando a voltametria de varrimento linear e as condições experimentais consideradas óptimas, o eléctrodo nanoestruturado permitiu obter uma relação linear entre o sinal medido e a concentração da CBZ no intervalo 0.13- 1.60 M (30.7- 378 g -1), com os limites de detecção e quantificação mais baixos, até à data reportados com métodos electroquímicos (0.04 e 0.14M, respectivamente). O eléctrodo modificado foi aplicado na quantificação da CBZ, em formulações farmacêuticas, em águas naturais tratadas e em amostras de águas residuais, ambas dopadas, obtendo-se taxas de recuperação consideravelmente elevadas (100.6%, 98.0%,95.8%, respectivamente). Os resultados obtidos, na análise da CBZ em amostras ambientais, com o eléctrodo modificado, foram comparados com resultados obtidos por HPLC-UV e LC­ ESI-MS/MS, validando o método electroquímico desenvolvido neste trabalho. ABSTRACT: The aim of this work was to develop a new electrochemical method for the quantification of carbamazepine (CBZ) in contaminated waters. ln this study, four voltammetric methods were used: cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, square wave voltammetry and differential pulse voltammetry. the working electrodes used were the hanging mercury drop electrode (HMDE), the classical glassy carbon electrode (GCE), and a glassy carbon electrode modified with a film of multi-walled carbon nanotubes (MWCNls). Using HMDE, the reduction of CBZ was studied in the cathodic potential region. the CGE sensors, with or without modification, allowed the study of CBZ oxidation in the anodic potential region. ln the tested conditions, the results obtained for the quantification of CBZ using the HMDE sensor were not very satisfactory, especially when more complex samples were analysed. When the MWCNls-dihexadecyl hydrogen phosphate (DHP) film­ coated GCE was used for the voltammetric determination of CBZ, the results obtained showed that this modified electrode exhibits excellent enhancement effects on the electrochemical oxidation of CBZ. the oxidation peak current of CBZ at this film­ modified electrode increased significantly, when compared with that at a bare glassy carbon electrode. The enhanced electrooxidation and voltammetry of CBZ at the surface of MWCNTs-DHP film coated GCE in phosphate buffer solution (pH 6.71) was attributed to the unique properties of MWCNTs such as large specific surface area and strong adsorptive properties providing more reaction sites. The proposed method was applied to the quantification of CBZ in pharmaceutical formulations, drinking water and wastewater samples with good recoveries and low limits of detection and quantification (0.04 and 0.14 M, respectively), and was positively compared with chromatographic techniques usually used in the quantification of pharmaceutical compounds in environmental samples. HPLC-UV and LC-ESI-MS/MS were also used in the quantification of CBZ in pharmaceutical formulations and wastewater samples to prove the importance and accuracy of his voltammetric method.

As rodovias e as aves de rapina nocturnas relação entre a densidade, o habitat e a mortalidade

As estradas e tráfego inerente surgem como a criação antrópica mais conspícua e penetrante na paisagem natural, sendo considerados os principais agentes causadores de fragmentação e destruição de habitats, assim como representam um obstáculo físico sem precedentes, limitando as relações directas entre os indivíduos, por diminuição da frequência de dispersão e aumento da mortalidade por atropelamento, impedindo o fluxo natural de genes e suscitando o aumento de fenómenos de inbreeding e perda de heterozigotia. Todos os impactes deletérios associados às rodovias são claramente perceptíveis em vertebrados, onde as aves de rapinas nocturnas não são excepção. Uma vez que estas rapaces beneficiam das suas bermas e orlas, como locais de poiso, nidificação ou como corredores de dispersão através da paisagem, são frequentemente vítimas de mortalidade por atropelamento em estradas, sendo esta problemática considerada actualmente uma das mais recentes e importantes formas de mortalidade não natural em rapinas nocturnas e vinculada como um dos maiores problemas de conservação que afecta este grupo. Não obstante, esse mútuo efeito de atracção/repulsa das estradas a estas rapaces, as rodovias criam uma barreira específica que limita a dinâmica, comportamento e densidade populacional das espécies residentes, reconhecendo-se que o isolamento daí resultante, pode comprometer a viabilidade populacional a longo prazo, podendo mesmo conduzir a altos riscos de extinção das populações locais devido a efeitos estocásticos. Mediante esta problemática, este trabalho debruçou-se sobre um único objectivo principal: a avaliação do impacte das rodovias e do tráfego, na densidade das aves de rapina nocturnas. Este estudo foi efectuado na região Alentejana, abrangendo uma área de cariz tipicamente mediterrânico, delimitada pelas localidades de Montemor-o-Novo, Arraiolos e Évora, sendo seccionada por 143 quilómetros de estradas, divididas em autoestrada, rodovias com elevada e reduzida densidade de tráfego. A monitorização das rapinas nocturnas foi conduzida em dois anos amostrais (2005 e 2007), tendo sido focalizada sobretudo em duas espécies de Strigiformes, a Coruja­ do-mato Strix aluco e o Mocho-galego Athene noctua, recorrendo ao uso de playbacks com reprodução de vocalizações de indivíduos conspecíficos. Foram usadas 32 variáveis explicativas integradas em três grandes grupos: variáveis de estrada, métricas da paisagem, uso do solo, tendo sido analiticamente testadas, recorrendo à aplicação de Modelos Lineares Generalizados. Os principais resultados obtidos demonstram que as variáveis de estrada, aliadas à densidade de tráfego e ruído inerente à sua circulação, são provavelmente, responsáveis por um comportamento de repulsa das espécies de aves de rapina nocturnas em estudo, apresentando estas densidades mais elevadas longe de áreas antropicamente perturbadas e, portanto, de menor qualidade que se encontram adjacentes às rodovias. Todavia a presença de habitat favorável a estas rapaces é provavelmente o descritor com maior poder estatístico no que concerne à sua distribuição e densidade, sendo os montados densos e a presença de zonas agrícolas de sequeiro, positivamente correlacionadas, respectivamente com a densidade de casais reprodutores de Coruja-do-mato e Mocho-galego. Mediante a observação dos resultados será veemente a aplicação de medidas de mitigação específicas, que fundamentalmente considerem o afastamento dos efectivos populacionais longe das estradas e tráfego, conservando e assegurando as características estruturais, requisitos e qualidade dos habitats, de modo a incrementar e garantir a viabilidade e densidade das populações, fidelizando a territorialidade e permanência destas aves nestas áreas. Adicionalmente deverá investir-se na conectividade das manchas de paisagem fragmentada pelas rodovias, criando opções de conservação estratégicas, em zonas ecologicamente mais sensíveis, que não somente minimizem o efeito de repulsa reconhecido nestas aves, mas também os níveis de mortalidade por atropelamento, tornando os ecossistemas mais funcionais para a sobrevivência destes rapaces. ABSTRACT; Roads and traffic are the most conspicuous and pervasive human creation, being the great responsible for fragmentation and habitats destruction, reducing animal movement through landscape, which implies decrease of gene flow and loss of variability that can fragmented populations, thus reducing their sizes and densities. All deleterious impacts associated with roads are clearly visible in vertebrates, where owls aren't exception, being frequent victims of road mortality, since they can use roadside habitats and edges for hunting, nesting or dispersal corridors through the landscape, being nowadays one of the most recent and important causes of non­natural mortality in owls and has been recognized as one of the largest conservation problems affecting this group. However, the attractive and avoidance effect of roads and his edges on owls creates a barrier effect that limits dynamics, behaviour and breeding density of resident species, recognizing that possible isolation, could compromise populations survival, make them more vulnerable to high risks of local extinction due to stochastic effects. Despite that, several authors suggest that owls use roads to hunt, as marginal habitats, or for navigation corridors through the landscape ln this context, the major aims of this study was to verify if there are negative effects of roads on the density of owls, considering traffic as an influencing factor. This study was conducted in Alentejo, covering a typical Mediterranean area, including three main localities Montemor-o-Novo, Évora and Arraiolos, being sectioned by 143 km of roads, including highway, roads with high traffic density, and the remaining with low traffic density. The owl census was conducted in two sampling years (2005 and 2007) and was focused mainly on Little owl Athene noctua and Tawny Owl Strix aluco species, using the playback technique, with conspecific calls. We used 32 explanatory variables, mainly included in three groups: road variables, landscape metrics and land use, having been analytically tested, with application of Generalised Linear Models. The main results show that noisy roads with high traffic density are probably the most responsible for the avoidance behaviour of owls, under the study area, showing density depression near high anthropogenic disturbed areas adjacent to roads. However, the presence of habitat quality to these birds is probably the descriptor with greater statistical power, considering its distribution and density, with the dense oak woodland and croplands and arable lands, positively correlated, respectively with Tawny owl and Little owl density. ln consequence, the great conservation effort should be done in order to keep breeding populations away from roads and traffic, ensuring the structural features, requirements and quality of its habitats in order to enhance and ensure the viability and density of owl's populations in these areas. ln addition, it is important to invest in connectivity between roadside fragmented patches, creating strategic conservation options, in sensitive areas, which minimize the avoidance effect, recognized in owls, but also road-kill levels, making ecosystems more functional to survival of these top predators.