Solução semi-analítica para modelagem das condições inicial e de contorno aplicáveis ao ensaio de difusão pura

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.

Proteômica diferencial da Chromobacterium violaceum em resposta ao estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio

The β-proteobacterium Chromobacterium violaceum is a Gram-negative, free-living, saprophytic and opportunistic pathogen that inhabits tropical and subtropical ecosystems among them, in soil and water of the Amazon. It has great biotechnological potential, and because of this potential, its genome was completely sequenced in 2003. Genome analysis showed that this bacterium has several genes with functions related to the ability to survive under different kinds of environmental stresses. In order to understand the physiological response of C. violaceum under oxidative stress, we applied the tool of shotgun proteomics. Thus, colonies of C. violaceum ATCC 12472 were grown in the presence and absence of 8 mM H2O2 for two hours, total proteins were extracted from bacteria, subjected to SDS-PAGE, stained and hydrolysed. The tryptic peptides generated were subjected to a linear-liquid chromatography (LC) followed by mass spectrometer (LTQ-XL-Orbitrap) to obtain quantitative and qualitative data. A shotgun proteomics allows to compare directly in complex samples, differential expression of proteins and found that in C. Violaceum, 131 proteins are expressed exclusively in the control condition, 177 proteins began to be expressed under oxidative stress and 1175 proteins have expression in both conditions. The results showed that, under the condition of oxidative stress, this bacterium changes its metabolism by increasing the expression of proteins capable of combating oxidative stress and decreasing the expression of proteins related processes bacterial growth and catabolism (transcription, translation, carbon metabolism and fatty acids). A tool with of proteomics as an approach of integrative biology provided an overview of the metabolic pathways involved in the response of C. violaceum to oxidative stress, as well as significantly amplified understanding physiological response to environmental stress. Biochemical and "in silico" assays with the hypothetical ORF CV_0868 found that this is part of an operon. Phylogenetic analysis of superoxide dismutase, protein belonging to the operon also showed that the gene is duplicated in genome of C. violaceum and the second copy was acquired through a horizontal transfer event. Possibly, not only the SOD gene but also all genes comprising this operon were obtained in the same manner. It was concluded that C. violaceum has complex, efficient and versatile mechanisms in oxidative stress response

Mapeamento de áreas de risco à saúde pública por meio de métodos geoestatísticos

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma aplicação de métodos geoestatísticos na elaboração de mapas de risco à saúde pública, por meio da identificação de áreas com maior concentração de metais pesados. Foi escolhido o elemento chumbo (Pb), resultante do transporte aéreo ou do carregamento das partículas causado pela lixiviação do solo, em uma região com grande concentração urbana e industrial na Baixada Santista, São Paulo, Brasil. Elaboraram-se mapas das distribuições espaciais desse elemento por intermédio da krigagem ordinária; posteriormente, utilizando-se a krigagem indicativa, identificaram-se as áreas com valores de contaminação do solo superiores aos níveis máximos aceitáveis pelo órgão de controle ambiental do Estado de São Paulo, originando um mapeamento com áreas com maior probabilidade de risco à saúde pública. Os mapas resultantes mostraram-se ferramentas promissoras para auxiliar a tomada de decisão quanto a questões de políticas públicas relacionadas à saúde e ao planejamento ambiental.

Contributo da agricultura de conservação na prevenção do encharcamento e dos riscos de halomorfização dos solos argilosos na cultura de milho na área de influência de Alqueva

This study aims to evaluate the contribution of no-till (SD) and cover crops (CC) in mitigating the risk of salinity / sodicity of the soil. We tested whether the increase of soil infiltration rate and the reduction of the direct evaporation, achieved with a high amount of residues on the soil surface from the CC followed by SD, would enable a smaller accumulation of salts during the summer and more leaching of salt during winter. The experiment The experiment included two tillage systems: no-till associated to a winter cover crop (SD / CC) and the conventional system (SC) (chisel and disc harrows), divided into two water regimes and two levels of water salinity (0.7 dS m-1 and 2.0 dS m-1), both with adsorption sodium ratio 3. Contrary to expectations CC showed a tendency to increase salt content in Fall-Winter period, due to the reduction of the fraction available to leaching, but showed advantages in reducing long term salt content due to the improved structure of the B horizon, because decreases the tendency to the reduction of the structure of this horizon, caused typically by the permanent high moisture content during.

Fitoextracção de cádmio de solos contaminados, com plantas seleccionadas

A remediação de locais contaminados com metais pesados usando plantas hiperacumuladoras aparenta ser uma alternativa bastante viável. Neste trabalho comparou-se a acumulação e tolerância ao cádmio (Cd), ambas baseadas nas respostas ao stress oxidativo em três espécies de plantas diferentes: Brassica juncea (L.) Czem., Nicotiana tabacum L. e Solanum nigrum L., descritas na literatura como plantas bastante tolerantes ou até com características híper acumuladoras. As plantas cresceram num solo contaminado com diferentes concentrações de Cd (O- 35 mg kg-1) durante um período de 90 dias. O factor de translocação (FT), utilizado para medir a translocação efectiva do Cd da raiz para a parte aérea, variou consideravelmente entre as espécies desenvolvidas. A N. tabacum foi a planta que apresentou os maiores valores de FT. Neste trabalho foi a única planta que preencheu todas as condições para ser considerada hiperacumuladora para todos os níveis de contaminação do solo. Por outro lado, a S. nigrum apresentou os maiores valores de concentração de Cd nos tecidos, com um FT > 1, na presença de 5 mg Cd kg·1 de solo. Apesar da B. juncea ter apresentado um resultado de FT inferior às restantes, foi a única planta com valores crescentes de FT com o aumento da contaminação de Cd. O stress oxidativo nas plantas desenvolvidas foi avaliado pela peroxidação lipídica e pelas actividades da catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPX) e superóxido dismutase (SOO), quer na raiz quer na parte aérea. Foi observado um aumento significativo (versus controlo) na peroxidação lipídica e actividade enzimática da CATe APX na parte aérea da B. juncea, N. tabacum e S. nigrum para os níveis de contaminação mais elevados, 15 e/ou 35 mg Cd kg-1 A B. juncea apresentou maior sensibilidade na resposta da GPX, para todas as concentrações de Cd no solo. A peroxidação lipídica e a actividade da CAT foram superiores na parte aérea em relação à raiz para todas as plantas em todas as contaminações de Cd presentes no solo. A actividade da SOO não apresentou respostas consistentes para nenhuma das plantas. ABSTRACT: Remediation of sites contaminated with heavy metals using hyper accumulators seems a promising alternative to engineering approaches. ln this work, we compared cadmium (Cd) accumulation and tolerance (based on responses to oxidative stress) in three different species, Brassica juncea (L) Czem., Nicotiana tabacum L. and Solanum nigrum L., described in the literature as very tolerant or even as hyper accumulators. The plants were grown in soil spiked with different Cd concentrations (O- 35 mg kg- 1) over a period of 90 days. The translocation factor (TF), used to measure the effectiveness of translocating Cd from roots to shoots, depended greatly on the species. N. tabacum was the plant which exhibited the highest TF values. lt was the only plant under study that fulfilled the conditions of a hyper accumulator for all levels of soil contamination. On the other hand, S. nigrum presented the highest Cd concentration in plant tissues, with TF > 1 in the presence of 5 mg Cd kg-1 of soil. Although B. juncea had presented the lowest TF and Cd concentrations, it was the only plant with TF values increasing with the level of cadmium. Oxidative stress in plants was evaluated by lipid peroxidation and activities of catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPX) and superoxide dismutase (SOO), both in roots and shoots. A significant enhancement (versus control) on lipid peroxidation and enzymatic activity of CAT and APX in shoots of B. juncea, N. tabacum and S. nigrum was observed for the highest levels of Cd in soil, 15 and/or 35 mg Cd kg-1. B. juncea presented the most sensitive response of GPX, for all levels of Cd in soil. Lipid peroxidation and CAT activity were greater in shoots than in roots for all plants and soil Cd concentrations. SOO activity did not present consistent trends for any plant.

Estudos de toxicidade de agroquímicos na atividade da fosfatase ácida de Daphnia similis.

Os diversos compostos químicos liberados no ambiente oriundos do uso indiscriminado na agricultura, pecuária e na indústria são responsáveis por efeitos ecológicos adversos, causando a contaminação do solo e corpos d´água e acumulando-se em organismos não alvo. O tratamento dos esgotos resulta na produção do lodo de esgoto, o qual muitas vezes é utilizado como fonte alternativa de nutrientes para as plantas devido ao seu alto teor de matéria orgânica. Contudo, o lodo pode conter metais pesados em sua composição advindos principalmente do setor industrial, os quais podem expressar seu potencial poluente diretamente nos organismos do solo, além da possibilidade de transferência para outros organismos via cadeia alimentar ou pela contaminação das águas (CHANG et al., 1987). Embora o controle químico de pragas tenha reduzido o índice de doenças para homens e animais e incrementado a produção agrícola, agentes poluentes podem permanecer ativos no ambiente por longos períodos, afetando os ecossistemas. Os efeitos desses agentes ao longo do tempo representam um grande risco para a saúde pública, tornando-se necessário o monitoramento em águas, solos, alimentos e ar. Nesse contexto, as alterações ao nível bioquímico são as primeiras respostas detectáveis e quantificáveis em uma mudança do meio ambiente, sendo indicadores mais sensíveis que os de maiores níveis de organização biológica porque exibem um tempo de exposição mais curto. A partir do processo de bioacumulação, os agentes poluentes podem se concentrar em diferentes tecidos e promover a ativação ou inibição de sistemas enzimáticos, tais como o das fosfatases ácidas (JONSSON, 2005; JONSSON, AOYAMA, 2007). As fosfatases ácidas ou ortofosfato monoéster fosfohidrolases (E.C.3.1.3.2.) são enzimas que catalisam a hidrólise de uma grande variedade de ésteres de ortofosfato e reações de transfosforilação. Inibições in vitro de fosfatases de vários organismos causadas por pesticidas, têm sido relatadas na literatura (SEKEROGLU et al., 1980; EL DEMERDASH et al., 2001). O ensaio enzimático in vitro representa uma ferramenta útil para o screening de poluentes, elucidação de mecanismos de toxicidade e monitoramento de áreas contaminadas. Entretanto, os testes de toxicidade em organismos aquáticos podem complementar as análises in vitro. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito in vitro de agentes agroquímicos e metais pesados contaminantes de lodo de esgoto sobre a fosfatase ácida total de Daphnia similis, comparando-se com os resultados obtidos em testes de toxicidade aguda.

Fontes Fosfatadas, Ácidos Húmicos e Fungos Solubilizadores de Fosfato em Trigo

Este trabalho objetivou avaliar o efeito de fontes fosfatadas, ácidos húmicos e fungos solubilizadores de fosfato em trigo cultivado em solo de Cerrado. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado com 7 tratamentos: 1) ácidos húmicos (30 kg ha-1); 2) ácidos húmicos + fosfato de Arad (800 kg ha-1); 3) ácidos húmicos + pó de basalto (526 kg ha-1); 4) fosfato de Arad; 5) pó de basalto; 6) FSF (108 UFC mL-1), 7) testemunha e 4 repetições. As espécies de fungo usadas foram: um isolado de Penicillium sp e um de Aspergillus sp. A combinação de fosfato de Arad e ácidos húmicos incrementou o desenvolvimento de trigo. A inoculação de FSF não se mostrou efetiva para beneficiar o desenvolvimento de trigo.

Influência do pousio na recuperação de propriedades físicas de um Cambissolo em ambiente agrícola serrano - Bom Jardim (RJ).

Ainda há uma necessidade de entender a influência do pousio em propriedades físicas do solo, visto que há no Brasil uma deficiência de estudos desta técnica em longo prazo. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência de pousio nas propriedades físicas de um solo em área agrícola serrana de Mata Atlântica. O estudo foi realizado num CAMBISSOLO com as seguintes coberturas: pousios de 2 e 5 anos e mata com 45 anos. Foram coletadas 36 amostras em setembro de 2005 nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm com 3 repetições para a determinação da porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo (método da mesa de tensão), e estabilidade de agregados via úmida a partir da metodologia da EMBRAPA.Também foi realizado o ensaio in situ de condutividade hidráulica saturada. Os resultados indicaram que em geral houve maior recuperação das propriedades no pousio 5 anos em relação ao pousio de 2 anos, com destaque para a porosidade total, macroporosidade e condutividade hidráulica saturada. A partir do conjunto das propriedades avaliadas, observou-se que o pousio 2 anos apresentou maior degradação do que o pousio de 5 anos, sendo possível entender que 5 anos de pousio parece ser um tempo mais apropriado para a recuperação da qualidade física do solo nesse ambiente.

Proposta de mapeamento da disponibilidade de cálcio e magnésio para subsidiar o manejo adequado dos solos brasileiros.

Conhecer a distribuição espacial dos Macronutrientes do solo constitui-se num importante fator para o planejamento e execução das atividades sobre o mesmo. Esse estudo teve como objetivo o mapeamento da variabilidade espacial de dois Macronutrientes do solo: Cálcio e Magnésio. Para isto, foram utilizadas informações oriundas da base de dados da Embrapa Solos, e aplicadas análises estatísticas sobre os dados para seleção, e posterior correlação com informações georreferenciadas dos mapas de Solo e Bioma, a partir do software ArcGIS 9.1 da ESRI. O mapa gerado por este trabalho demonstrou o grande contraste na fertilidade entre os solos brasileiros, em parte pelas características naturais e também pela intervenção antrópica. Os resultados gerados podem subsidiar o planejamento de correção e adubação que tenham alguma relação com o Cálcio e Magnésio na sua utilização, objetivando o manejo adequado dos solos brasileiros.

Sistema plantio direto e a sustentabilidade da agricultura: avaliação física de solos arenosos do Oeste Baiano.

Foi avaliado o efeito do manejo do solo em algumas propriedades físicas em áreas de agricultura extensiva de produção de grãos com sistema plantio direto, comparadas com áreas de vegetação nativa de cerrados. O trabalho foi realizado na Fazenda Alvorada em Luís Eduardo Magalhães, Região Oeste do Estado da Bahia. O solo da área de estudo foi classificado como Latossolo Amarelo Distrófico textura média. Selecionou-se para o presente estudo dois usos do solo, um com Cerrado (como referência de qualidade do solo) e a outra com plantio direto há quatro anos, e com rotação recente milho/soja. A amostragem do solo foi realizada em janeiro de 2007, com três repetições em pontos escolhidos ao acaso. Foram coletadas nas duas áreas em estudo, amostras nas profundidades de: 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm e 30-40 cm. Amostras indeformadas com anel volumétrico foram coletadas para determinação da densidade do solo, da densidade das partículas e porosidade total, conforme Embrapa (1997). Além disso, no campo foi determinada a resistência a penetração utilizando um penetrográfo com mecanismo registrador. A avaliação dos resultados permitiu concluir que: O solo apresenta adensamento natural, mas que foi intensificado pelo uso; As propriedades físicas estudadas, densidade do solo, porosidade total e resistência a penetração foram influenciadas pelo plantio direto, e foram indicadores físicos sensíveis aos efeitos do plantio direto na qualidade do solo em relação ao Cerrado.

Zoneamento pedoclimático da Chapada do Araripe: levantamento de reconhecimento de baixa e média intensidade de solos da folha Cedro (Escala 1:100.000).

Informações sobre as potencialidades e limitações dos ambientes são fundamentais para o manejo adequado dos ecossistemas. A finalidade deste trabalho é apresentar uma espacialização dos ambientes da Folha Cedro, Estado do Ceará na escala 1:100.000, visando o desenvolvimento regional e sustentável da mesorregião da Chapada do Araripe. A folha mapeada apresenta uma área em torno de 640 km2, e está localizada na região Sul do Estado do Ceará, envolvendo parte da Chapada do Araripe. Nesta região de clima ameno, ocorre precipitação média anual mais baixa do Estado, cerca de 900mm sendo irregular na distribuição das chuvas. A vegetação predominante é a floresta. A área foi dividida em 10 unidades de mapeamento diferenciados em função das classes de solos, do arranjo e distribuição em toposseqüências, e do grau xerofítico da vegetação.

Caracterização dos principais solos do Município de Feliz Deserto Alagoas.

A caracterização e a espacialização dos solos constituem informações fundamentais para avaliar o seu comportamento sob diferentes tipos de exploração. Este estudo teve como objetivos realizar o levantamento de solos do município (escala 1:100.000) e disponibilizar informações sobre as características dos solos, visando subsidiar o planejamento agroambiental. Feliz Deserto localiza-se na Mesorregião Geográfica do Leste Alagoano. Ocupa uma área de 92 km2 e tem como atividades principais o cultivo de cana-de-açúcar e coco. A descrição dos perfis e a classificação dos solos foram feitas de acordo com as normas do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Neste estudo foram identificados e mapeados Argissolos, Gleissolos e Neossolos Quartzarênicos. Os Argissolos das unidades PAd1 e PAd2 apresentam potencial agrícola, desde que seja corrigida a fertilidade e usadas práticas de manejo e conservação de solos. Na unidade PVAd, os Argissolos com relevo forte ondulado devem ser destinados à preservação ambiental. Fazendo-se a drenagem e corrigindo-se a baixa fertilidade dos solos, a unidade GXd (Gleissolos e Neossolos Flúvicos) passa a apresentar alto potencial para produção de hortaliças, cana-de-açúcar e pastagens. A unidade RQog (Neossolos Quartarênicos e Espodossolos) apresenta potencial muito baixo para lavouras.

Potencial pedológico do Município de Feliz Deserto -AL para a cultura da cana-de-açúcar.

Feliz Deserto apresenta características diferenciadas de solos, relevo, uso e ocupação. O estudo e o mapeamento dessas características possibilitam um ordenamento ambiental coerente e são fundamentais para o planejamento agrícola. Este trabalho teve como objetivos definir e mapear, com base no levantamento de solos do Estado de Alagoas (escala 1:100.000), o potencial pedológico do município para a cultura de cana-de-açúcar. Na avaliação foram considerados: relevo, profundidade efetiva, textura, fertilidade, drenagem, pedregosidade, risco de erosão, salinidade e sodicidade. Essas características foram avaliadas para cada solo em dois níveis: manejo B e manejo C. No município predominam os Argissolos, os Gleissolos e os Neossolos Quartzarênicos. No manejo de nível tecnológico médio (B), o município apresenta 56,5 km2 (64% da área) com aptidão inapta para cana-de-açúcar. Nessas áreas localizam-se os Gleissolos, os Neossolos Quartzarênicos e os Argissolos de relevo forte ondulado; e, 31,7 km2 (36% da área) com aptidão boa e regular, onde predominam os Argissolos Amarelos de relevo plano e suave ondulado e nas várzeas os Neossolos Flúvicos. No manejo C (alto nível tecnológico), o município apresenta 33% da área (29,2 km2) com aptidão boa. São os ambientes dos topos de tabuleiros com Argissolos Amarelos e Vermelho-Amarelos profundos, bem drenados e de relevo plano e suave ondulado; e. os ambientes de várzeas (Neossolos Flúvicos drenados e adubados). A área com aptidão regular ocupa 24,4% do município (21km2). São os fundos dos vales com Gleissolos e Organossolos. As áreas inaptas ocupam 42,4% do município (37,6 km2) com predomínio de Neossolos Quartzarênicos.

Mudanças de uso da terra e demanda por fertilizantes no Brasil.

O Brasil possui uma área agricultável de cerca de 550 milhões de hectares, sendo o faturamento do agronegócio, responsável 30% do PIB brasileiro na última década (IBGE, 2006). Embora as indústrias de corretivos e fertilizantes tenham participado fortemente para a conquista de novas fronteiras agrícolas e para o alcance de níveis de produtividades elevados (mesmo em solos ácidos e pobres), essas não vêm atendendo a demanda atual. O presente trabalho é parte de um trabalho mais amplo que objetiva, a partir de informações já existentes, fazer uma revisão sobre o desenvolvimento da agricultura brasileira nos últimos anos. Será dado enfoque às mudanças de uso das terras e demanda de fertilizantes. Observou-se que existe uma grande quantidade de dados e/ou informações de qualidade disponíveis, o que torna possível elaborar cenários e fazer projeções sobre o desenvolvimento da agricultura brasileira. Dessa maneira pretende-se contribuir para a gestão dos recursos naturais e do agronegócio nacional, assim como apontar lacunas que podem ser novas oportunidades para pesquisa e negócios.

Diagnóstico do meio físico dos reassentamentos rurais da UHE de Manso, para fins de planejamento conservacionista.

O estudo teve objetivo de caracterizar e banalisar a estrutura da paisagem, incluindo aspectos físicos e ecológicos, para o planejamento e manejo conservacionista da área dos reassentamentos rurais da UHE de Manso. Os procedimentos utilizados envolveram a geração de dados básicos no campo, através de mapeamentos temáticos do meio físico, sendo produzidos mapas de solos, declividade, uso da terra, incluindo vegetação e hidrografia e avaliação da aptidão agrícola das terras. Os resultados produzidos constituem subsídios básicos na busca de estratégias de planejamento e manejo adequado dos recursos solo e água, como, irá contribuir para a elaboração do plano de manejo conservacionista da área.