Application of green zero-valent iron nanoparticles to the remediation of soils contaminated with ibuprofen

Zero-valent iron nanoparticles (nZVIs) are often used in environmental remediation. Their high surface area that is associated with their high reactivity makes them an excellent agent capable of transforming/degrading contaminants in soils and waters. Due to the recent development of green methods for the production of nZVIs, the use of this material became even more attractive. However, the knowledge of its capacity to degrade distinct types of contaminants is still scarce. The present work describes the study of the application of green nZVIs to the remediation of soils contaminated with a common anti-inflammatory drug, ibuprofen. The main objectives of this work were to produce nZVIs using extracts of grape marc, black tea and vine leaves, to verify the degradation of ibuprofen in aqueous solutions by the nZVIs, to study the remediation process of a sandy soil contaminated with ibuprofen using the nZVIs, and to compare the experiments with other common chemical oxidants. The produced nZVIs had nanometric sizes and were able to degrade ibuprofen (54 to 66% of the initial amount) in aqueous solutions. Similar remediation efficiencies were obtained in sandy soils. In this case the remediation could be enhanced (achieving degradation efficiencies above 95%) through the complementation of the process with a catalyzed nZVI Fenton-like reaction. These results indicate that this remediation technology represents a good alternative to traditional and more aggressive technologies.

Avaliação e remediação de zona contaminada por hidrocarbonetos

A contaminação constitui uma das principais causas de degradação do solo e encontra-se consagrada na Estratégia Temática de Protecção do Solo da Comissão das Comunidades Europeias. Segundo a Agência Europeia do Ambiente (AEA), actualmente, aproximadamente 250000 locais dos 32 países membros da AEA, encontram-se contaminados. As actividades de produção industrial e de serviços, juntamente com a indústria petrolífera constituem, a nível europeu, as principais fontes de contaminação de solos, atingindo 53% das actividades geradoras de contaminação. Para minimizar os impactes ambientais associados à contaminação de solos, as abordagens de avaliação e remediação têm evoluído no sentido de desenvolver ferramentas para a avaliação do risco de contaminação e técnicas de remediação com maior relação custo-benefício. Procura-se, por um lado, uma abordagem de gestão do risco face ao tipo de ocupação do solo, principalmente e, por outro lado, soluções de remediação com valorização económica do local. Neste trabalho pretende-se analisar a problemática da contaminação de solos por hidrocarbonetos, quer na fase de avaliação, quer na de remediação. Para tal, é apresentado o caso de estudo de uma contaminação do solo numa instalação de armazenagem de lubrificantes da empresa Total Portugal Petróleos SA, onde é analisada a fase de avaliação e remediação adoptada. Neste caso de estudo foi identificada uma contaminação no solo por hidrocarbonetos de cadeias longas (predominantes em lubrificantes), que se propagou para além dos limites da instalação de armazenagem. Foi seguida uma das abordagens do referencial de Ontario “Guideline for Use at Contaminated Sites in Ontario”, a de avaliação de risco específica para o local. De acordo com a aplicação desta abordagem, conclui-se que a zona contaminada, para um uso industrial, não apresenta um risco inaceitável para o solo e águas subterrâneas. Contudo, a zona mais afectada foi removida (96,7 t) e, posteriormente, encaminhada como resíduo para destino adequado, em função da sua tipologia. Foi, ainda, aplicado um oxidante (Reactivo Fenton) nas paredes da zona escavada para favorecer a degradação dos hidrocarbonetos remanescentes no solo. A zona escavada foi preenchida com outro solo, onde foi garantida a isenção de contaminantes, em particular hidrocarbonetos.

Remediação de solos contaminados por compostos farmacêuticos

O recente surgimento de nanopartículas de ferro valente-zero (nFZV), um material com elevada capacidade de remediação de solos por via de reacções de oxidação/redução pode ser uma opção viável para a remoção de fármacos do solo. A sua aplicação já é uma realidade em alguns tipos de solos contaminados por compostos específicos e, com este trabalho, procura-se estudar a sua capacidade de remediação de solos contaminados por compostos farmacêuticos, recorrendo-se a uma tecnologia “verde” de síntese destas nanopartículas. Esta tecnologia é bastante recente, ainda não aplicada no campo de trabalho, que se baseia no uso de folhas de certas árvores para produzir extratos naturais que reduzem o ferro (III) a ferro zero valente, formando nFZV. Desta forma procedeu-se, à escala laboratorial, ao estudo da eficiência das nFZV na degradação de um fármaco – paracetamol – e comparou-se com a eficiência demonstrada por oxidantes, muito utilizados hoje em dia em casos de remediação in situ como o permanganato de potássio, o peróxido de hidrogénio, o persulfato de sódio e o reagente de Fenton. O estudo foi efectuado em dois meios diferentes: solução aquosa e solo arenoso. De forma muito sucinta, o estudo baseou-se na introdução dos oxidantes/nFZV em soluções/solos contaminados com paracetamol e consequente monitorização do processo de remediação através de cromatografia líquida de alta eficiência. Nos ensaios com soluções aquosas contaminadas com paracetamol, o permanganato de potássio e o reagente de Fenton revelaram capacidade para degradar o paracetamol, atingindo mesmo um grau de degradação de 100%. O persulfato de sódio também demonstrou uma capacidade de degradação do paracetamol, chegando a atingir 99% de degradação, mas apenas recorrendo ao uso de um volume de oxidante elevado quando comparado com os outros dois oxidantes já referidos. Por outro lado, o peróxido de hidrogénio não demonstrou qualquer capacidade de degradação do paracetamol, pelo que o seu uso não passou desta fase. Verificou-se também que o uso de ferro granulado para o tratamento de água contaminada com paracetamol revelou resultados diferentes dos observados no uso de nFZV, obtendo-se eficiências de 87%. Existiram dificuldades analíticas na quantificação do paracetamol, especificamente relacionadas com o uso do extracto de folhas de amoreira, cuja composição continha substâncias que causaram dificuldades acentuadas na análise dos cromatogramas. Por fim, um pequeno teste de combinação do reagente de Fenton com os fenómenos de biodegradação resultantes dos microrganismos presentes em folhas do extracto de chá preto demonstrou que este pode ser uma área que pode e deve ser mais estudada. Desta forma, a utilização das nFZV para o tratamento de água contaminada com paracetamol não permitiu a retirada de conclusões seguras sobre a capacidade que as nFZV produzidas com extractos de folhas de amoreira e de chá preto têm de degradação do paracetamol. Nos testes de remediação de solos contaminados os resultados demonstraram que, mais uma vez, tanto o permanganato de potássio como o reagente de Fenton se revelam como os melhores oxidantes para a degradação do paracetamol, obtendo-se a degradação total do paracetamol. Por outro lado, voltou a ser necessário uma elevada quantidade de persulfato de sódio quando comparada com os dois anteriores, para que ocorra a degradação desta mesma quantidade de paracetamol, demonstrando mais uma vez que, apesar de não ideal, o persulfato demonstra capacidade de degradação do paracetamol.

Estudo do efeito de radiação ionizante em metaloproteínas que ligam DNA

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

BIiossensor Enzimático para avaliação da Capacidade Antioxidente

Os radicais livres formam-se naturalmente nos organismos vivos, pois a sua produção/geração está interligada com o processo de produção de energia (respiração), processos inflamatórios (fagocitose), regulação do crescimento celular, sinalização intercelular e síntese de substâncias biológicas relevantes. Estes também podem ser introduzidos por vias exógenas (poluição, radiação, tabaco, alimentação, etc). Os radicais livres têm capacidade de reagir com o material nucleico (ADN e ARN), proteínas e substâncias oxidáveis, causando danos oxidativos responsáveis pelo envelhecimento e originar doenças degenerativas, tais como, o cancro, arteriosclerose, artrite reumatoide, entre outras. De forma a combater os efeitos pejorativos provocados pelos radicais, os organismos vivos desenvolveram complexos sistemas de defesa antioxidante. Estes sistemas são constituídos por antioxidantes endógenos, produzidos pelos seres vivos, tais como enzimas ou por antioxidantes exógenos obtidos por via da alimentação (por exemplo o ácido ascórbico). Neste sentido, um antioxidante tem capacidade de eliminar ou reduzir a propagação da cadeia de geração de radicais livres. Neste trabalho foi desenvolvido um biossensor enzimático para a quantificação da capacidade antioxidante total de matrizes alimentares. A construção deste biossensor consistiu na eletroimobilização da adenina no elétrodo de pasta de carbono (EPC) ou na adsorção física da dA20 na superfície do EPC. O dano oxidativo foi induzido pelo radical hidroxilo gerado pela reação de Fenton. Nesta dissertação, foi estudada a capacidade de alguns antioxidantes em eliminar o efeito pejorativo dos radicais livres e combater a integridade das bases de adenina ou do dA20.Os antioxidantes estudados foram o ácido ascórbico e alguns ácidos fenólicos como o ácido hidroxibenzoico (ácido gálico) e ácidos hidroxicinâmicos (ácido cafeico e ácido cumárico). Estes antioxidantes têm a capacidade de neutralizar o radical hidroxilo e proteger a adenina/dA20 imobilizado na superfície do EPC. O comportamento da Lacase foi estudado na presença do ácido gálico e do ácido ascórbico. Os estudos eletroquímicos foram realizados através da voltametria de onda quadrada (VOQ), sendo que a interação entre a adenina/ou o dA20 imobilizada na superfície do EPC e os radicais livres na ausência e presença de antioxidantes foi avaliada por meio de mudanças no pico anódico produzido pela oxidação da adenina /dA20. Os resultados demonstraram que estes biossensores permitem a avaliação da capacidade antioxidante total em águas aromatizadas.

Is Intrauterine Growth Appropriate to Monitor Postnatal Growth of Preterm Neonates?

When using the useful 2013 Fenton Chart, data should be interpreted with caution taking into account two aspects: the physiologic loss of body water after birth for the weight curves, and the questionable accuracy of the birth length curves considering the heterogeneity and reliability of the methods used in the original measurements.

Recomendação de Curvas de Crescimento para Crianças Nascidas Pré-Termo

Em 2013, a Secção de Neonatologia da Sociedade Portuguesa de Pediatria, face à existência de várias curvas de avaliação de crescimento para crianças nascidas pré-termo e à falta de homogeneidade de critérios na sua escolha, nomeou um grupo de peritos que procedeu à revisão crítica das curvas disponíveis e recomenda as que considera mais adequadas para utilização na prática clínica em fases específicas da vida: ao nascimento (Fenton 2013), durante o internamento na unidade de Neonatologia (Fenton 2013 e Ehrenkranz 1999) e a longo prazo (OMS 2006). As decisões foram tomadas com base na classificação sistemática do nível de evidência e do grau de recomendação. A presente recomendação: é válida enquanto não forem publicados os resultados do estudo do consórcio multicêntrico INTERGROWTH-21st, recentemente incumbido da construção de valores de referência, mais próximos do padrão, de crianças nascidas pré-termo; tem o propósito de auxiliar os clínicos na decisão clínica, mas não ser o único instrumento de avaliação do crescimento das crianças nascidas pré-termo; pode não proporcionar elementos suficientes para orientação do crescimento de todas estas crianças.

Processos físico-químicos de tratamento de águas residuais industriais: estado da arte e novas fronteiras

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Mestrado Integrado de Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Avaliação de tecnologias de redução de volume das lamas produzidas em ETAR

O adequado tratamento da água residual revela-se de extrema importância na preservação dos recursos naturais e da qualidade de vida. Esse tratamento é caracterizado pela produção de subprodutos que incluem resíduos removidos da água residual e lama produzida no tratamento da mesma. Ao longo do tempo, as directrizes europeias têm vindo a ser cada vez mais restritivas quanto aos valores limite que determinam a qualidade de emissão da água residual ou de deposição da lama, por forma a minimizar os impactes negativos no local de recepção dos mesmos e redução dos custos de transporte, no caso da lama, pelo que a ETAR deve ser planeada de forma a garantir o cumprimento da legislação em vigor, de acordo com a qualidade da água residual afluente à estação. O tratamento na estação divide-se em linha de fase líquida e sólida. No tratamento convencional da fase sólida, a lama é tratada segundo a sequência de etapas espessamento, estabilização e desidratação. Nesta dissertação será dada especial relevância à linha de fase sólida, com o intuito de apresentar, caracterizar e comparar as tecnologias (além do tratamento convencional) que se encontram em fase experimental ou já implantadas em ETAR e têm como objectivo a redução do volume da lama produzida. Será desenvolvida uma aplicação informática de apoio à decisão quanto à tecnologia indicada, de acordo com as variáveis seleccionadas pelo utilizador. As tecnologias dividem-se em: processos biológicos, hidrólise, oxidação avançada, química, térmica e mecânica. Nos biológicos a redução do volume da lama pode ser garantida pela predação dos microrganismos, pela manutenção/inibição do metabolismo e pela alteração/introdução de um reactor biológico na estação. A hidrólise é optimizada após doseamento de enzimas ou por aumento da temperatura. A oxidação avançada é caracterizada pelas tecnologias de ozonização, processo de Fenton, oxidação por ar húmido e oxidação electroquímica. A tecnologia química depende da adição de reagente ácido, alcalino ou outro. A tecnologia mecânica abrange a sonificação, o moinho de rotação, o reactor de homogeneização, a aplicação de campo eléctrico, a aplicação de radiação gama, recurso a técnicas centrífugas e aplicação de pressão na lama. A elevação da temperatura de reacção por meio convencional, por aplicação de radiação de micro-ondas ou garantindo o ciclo de congelamento/aquecimento pertencem à tecnologia térmica. Estas tecnologias podem ser aplicadas numa fase anterior ou posterior da estabilização da lama por forma a melhorar a biodegradabilidade dos compostos orgânicos e reduzir o número de microrganismos viáveis. As tecnologias actuam por meio de libertação de energia, radiação ou pressão no sentido de garantir os objectivos descritos e podem ser aplicadas individualmente ou combinadas (sistema híbrido). Assim o consumo energético, o incremento de matéria orgânica e a capacidade de redução da quantidade de lama são factores que devem ser considerados na escolha da melhor tecnologia que se adequa a cada ETAR.

Photochemical degradation of triclosan: a comparison between different light sources

New emerging contaminants could represent a danger to the environment and Humanity with repercussions not yet known. One of the major worldwide pharmaceutical and personal care productions are antimicrobials products, triclosan, is an antimicrobial agent present in most products. Despite the high removal rate of triclosan present in wastewater treatments, triclosan levels are on the rise in the environment through disposal of wastewater effluent and use of sewage sludge in land application. Regulated in the EC/1272/2008 (annex VI, table 3.1), this compound is considered very toxic to aquatic life and it has been reported that photochemical transformation of triclosan produces dioxins. In the current work it was defined three objectives; determination of the most efficient process in triclosan degradation, recurring to photochemical degradation methods comparing different sources of light; identification of the main by-products formed during the degradation and the study of the influence of the Fenton and photo-Fenton reaction. Photochemical degradation methods such as: photocatalysis under florescent light (UV), photocatalysis under visible light (sunlight), photocatalysis under LEDs, photo-Fenton and Fenton reaction have been compared in this work. The degradation of triclosan was visualized through gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). In this study photo-Fenton reaction has successfully oxidized triclosan to H2O and CO2 without any by-products within 2 hours. Photocatalysis by titanium dioxide (TiO2) under LEDs was possible, having a degradation rate of 53% in an 8 hours essay. The degradation rate of the Fenton reaction, UV light and sunlight showed degradation between 90% and 95%. The results are reported to the data observed without statistic support, since this was not possible during the work period. Hydroquinone specie and 2,4-dichlorophenol by-products were identified in the first hour of photocatalysis by UV. A common compound, possibly identified has C7O4H , was present at the degradation by UV, sunlight and LEDs and was concluded to be a contaminant. In the future more studies in the use of LEDs should be undertaken given the advantages of long durability and low consumption of energy of these lamps and that due to their negative impact on the environment fluorescent lamps are being progressively made unavailable by governments, requiring new solutions to be found. Fenton and photo-Fenton reactions can also be costly processes given the expensive reagents used.

Production of secondary metabolites in cell suspension cultures of Ocimum sanctum L.

Dissertação de mestrado em Plant Molecular Biology, Biotechnology and Bioentrepreneurship

Diagnostic interview for genetic studies (DIGS): inter-rater and test-retest reliability of the French version.

The National Institute of Mental Health developed the semi-structured Diagnostic Interview for Genetic Studies (DIGS) for the assessment of major mood and psychotic disorders and their spectrum conditions. The DIGS was translated into French in a collaborative effort of investigators from sites in France and Switzerland. Inter-rater and test-retest reliability of the French version have been established in a clinical sample in Lausanne. Excellent inter-rater reliability was found for schizophrenia, bipolar disorder, major depression, and unipolar schizoaffective disorder while fair inter-rater reliability was demonstrated for bipolar schizoaffective disorder. Using a six-week test-retest interval, reliability for all diagnoses was found to be fair to good with the exception of bipolar schizoaffective disorder. The lower test-retest reliability was the result of a relatively long test-retest interval that favored incomplete symptom recall. In order to increase reliability for lifetime diagnoses in persons not currently affected, best-estimate procedures using additional sources of diagnostic information such as medical records and reports from relatives should supplement DIGS information in family-genetic studies. Within such a procedure, the DIGS appears to be a useful part of data collection for genetic studies on major mood disorders and schizophrenia in French-speaking populations.

Quality assurance in the EORTC 22033-26033/CE5 phase III randomized trial for low grade glioma: the digital individual case review.

INTRODUCTION: The phase III EORTC 22033-26033/NCIC CE5 intergroup trial compares 50.4 Gy radiotherapy with up-front temozolomide in previously untreated low-grade glioma. We describe the digital EORTC individual case review (ICR) performed to evaluate protocol radiotherapy (RT) compliance. METHODS: Fifty-eight institutions were asked to submit 1-2 randomly selected cases. Digital ICR datasets were uploaded to the EORTC server and accessed by three central reviewers. Twenty-seven parameters were analysed including volume delineation, treatment planning, organ at risk (OAR) dosimetry and verification. Consensus reviews were collated and summary statistics calculated. RESULTS: Fifty-seven of seventy-two requested datasets from forty-eight institutions were technically usable. 31/57 received a major deviation for at least one section. Relocation accuracy was according to protocol in 45. Just over 30% had acceptable target volumes. OAR contours were missing in an average of 25% of cases. Up to one-third of those present were incorrectly drawn while dosimetry was largely protocol compliant. Beam energy was acceptable in 97% and 48 patients had per protocol beam arrangements. CONCLUSIONS: Digital RT plan submission and review within the EORTC 22033-26033 ICR provide a solid foundation for future quality assurance procedures. Strict evaluation resulted in overall grades of minor and major deviation for 37% and 32%, respectively.

EORTC Radiation Oncology Group quality assurance platform: establishment of a digital central review facility.

OBJECTIVE: Quality assurance (QA) in clinical trials is essential to ensure treatment is safely and effectively delivered. As QA requirements have increased in complexity in parallel with evolution of radiation therapy (RT) delivery, a need to facilitate digital data exchange emerged. Our objective is to present the platform developed for the integration and standardization of QART activities across all EORTC trials involving RT. METHODS: The following essential requirements were identified: secure and easy access without on-site software installation; integration within the existing EORTC clinical remote data capture system; and the ability to both customize the platform to specific studies and adapt to future needs. After retrospective testing within several clinical trials, the platform was introduced in phases to participating sites and QART study reviewers. RESULTS: The resulting QA platform, integrating RT analysis software installed at EORTC Headquarters, permits timely, secure, and fully digital central DICOM-RT based data review. Participating sites submit data through a standard secure upload webpage. Supplemental information is submitted in parallel through web-based forms. An internal quality check by the QART office verifies data consistency, formatting, and anonymization. QART reviewers have remote access through a terminal server. Reviewers evaluate submissions for protocol compliance through an online evaluation matrix. Comments are collected by the coordinating centre and institutions are informed of the results. CONCLUSIONS: This web-based central review platform facilitates rapid, extensive, and prospective QART review. This reduces the risk that trial outcomes are compromised through inadequate radiotherapy and facilitates correlation of results with clinical outcomes.

Dissociation of allocentric and egocentric orientation: Effect on hippocampal place cells and place navigation

Navigation by means of cognitive maps appears to require the hippocampus; hippocampal place cells (PCs) appear to store spatial memories because their discharge is confined to cell-specific places called firing fields (FFs). Experiments with rats manipulated idiothetic and landmark-related information to understand the relationship between PC activity and spatial rotation. Rotating a circular arena in the caused a discrepancy between these cuse. This discrepancy caused most FFs to disappear in both the arena and room reference frames. However, FFs persisted in the rotating arena frame when the discrepancy was reduced by darkness or by a card in the arena. The discrepancy was increased by "field clamping" the rat in a room-defined FF location by rotations that countered its locomotion. Most FFs disspared and reappeared an hour or more after the clamp. Place-avoidance experiments showed that navigation uses independent idiothetic and exteroceptive memories. Rats learned to avoid the unmarked footshock region within a circular arena. When acquired on the stable arena in the light, the location of the punishment was learned by using both room and idiothetic cues; extinction in the dark transferred to the following session in the light. If, however, extinction occured during rotation, only the arena-frame avoidance was extinguished in darkness; the room-defined location was avoided when the light were turned back on. Idiothetic memory of room-defined avoidance was not formed during rotation in light; regardless of rotation with a randomly dispersed pellet. The resulting behaviour alternated between random pellet searching and target-directed navigation, making it possible to examine PC correlates of these two classes of spatial behaviour. The independence of idiothetic and exteroceptive spatial memories and the disruption of PC firing during rotation suggest that PCs may not be necessary for spatial cognition; this idea can be tested by recording during place-avoidance and preference tasks.