Estudio y caracterización de compuestos orgánicos volátiles en plantas medicinales y aromáticas.

Se realiza el estudio y caracterización quí­mica de la fracción orgánica volátil (COVs) presente en plantas Medicinales y Aromáticas, mediante la utilización de la Microextracción en Fase Sólida (SPME) y posterior análisis cuali-cuantitativo por Cromatografí­a Gaseosa adosada a un Espectrómetro de Masas (GC-MS). A través del estudio y caracterización de los compuestos orgánicos volátiles presentes, se busca establecer similitudes y diferencias en especí­menes de flora autóctona perteneciente al mismo género pero de diferentes especies. En el caso de plantas aromáticas usadas en tecnologí­a de alimentos, se realizan también estudios sensoriales para investigar posibles correlaciones entre la aceptación por parte de consumidores y la composición de volátiles de las mismas. Además de esto, se trata de establecer las mejores condiciones de conservación y almacenamiento de aquellas plantas aromáticas que poseen importancia económica, evaluando así­ la estabilidad de los COVs responsables de las caracterí­sticas aromáticas, durante el proceso de conservación y almacenamiento

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.

Dinámica y cinética de los procesos físicos y químicos del radical OH con compuestos orgánicos volátiles (COVs) de relevancia atmosférica. Dynamics and kinetics of the physical and chemical processes of OH radicals with atmospheric relevant volatile organic compounds (VOCs)

El objetivo del presente proyecto es estudiar los procesos físicos y químicos del radical OH con compuestos orgánicos volátiles (COVs), con los cuales sea factible la formación de agregados de van der Waals (vdW) responsables de la curvatura en los gráficos de Arrhenius, empleando técnicas modernas, complementarias entre si y novedosas en el país. El problema será abordado desde tres perspectivas complementarias: 1) estudios cinéticos, 2) estudios mecanísticos y de distribución de productos y 3) estudios de la dinámica de los procesos físicos y químicos. La finalidad es alcanzar una mejor comprensión de los mecanismos que intervienen en el comportamiento químico de especies presentes en la atmósfera y obtener datos cinéticos de alta calidad que puedan alimentar modelos computacionales capaces de describir la composición de la atmósfera, presente y futura. Los objetivos son estudiar: 1) mediante fotólisis láser pulsada con detección por fluorescencia inducida por láser (PLP-LIF), en reactores de flujo, la cinética de reacción del radical OH(v”=0) con COVs que presentan gráficos de Arrhenius curvos con energías de activación negativas, tales como alcoholes insaturados, alquenos halogenados, éteres halogenados, ésteres alifáticos; 2) en una cámara de simulación de condiciones atmosféricas de gran volumen (4500 L), la identidad y el rendimiento de productos de las reacciones mencionadas, a fines de evaluar su impacto atmosférico y dilucidar los mecanismos de reacción; 3) mediante haces moleculares y espectroscopía láser, la estructura y reactividad de complejos de vdW entre alcoholes insaturados o aromáticos (cresoles) y el radical OH, como modelo de los aductos propuestos como responsables de la desviación al comportamiento de Arrhenius de las reacciones mencionadas; 4) mediante PLP-LIF y expansiones supersónicas, las constantes específicas estado a estado (ksts) de relajación/reacción del radical OH(v”=1-4) vibracionalmente excitado con los COVs mencionados. Los resultados experimentales obtenidos serán contrastados con cálculos ab-initio de estructura electrónica, los cuales apoyarán las interpretaciones, permitirán proponer estructuras de estados de transición y aductos colisionales, como así también calcular las frecuencias de vibración de los complejos de vdW para su posterior asignación en los espectros LIF y REMPI. Asimismo, los mecanismos de reacción propuestos y los parámetros cinéticos medidos experimentalmente serán comparados con aquellos obtenidos por cálculos teóricos. The aim of this project is to study the physical and chemical processes of OH radicals with volatile organic compounds (VOCs) with which the formation of van der Waals (vdW) clusters, responsible for the observed curvature in the Arrhenius plots, might be feasible. The problem will be addressed as follow : 1) kinetic studies; 2) products distribution and mechanistic studies and 3) dynamical studies of the physical and chemical processes. The purpose is to obtain a better understanding of the mechanisms that govern the chemical behavior of species present in the atmosphere and to obtain high quality kinetic data to be used as input to computational models. We will study: 1) the reaction kinetics of OH (v”=0) radicals with VOCs such as unsaturated alcohols, halogenated alkenes, halogenated ethers, aliphatic esters, which show curved Arrhenius plots and negative activation energies, by PLP-LIF, in flow systems; 2) in a large volume (4500 L) atmospheric simulation chamber, reaction products yields in order to evaluate their atmospheric impact and reaction mechanisms; 3) using molecular beams and laser spectroscopy, the structure and reactivity of the vdW complexes formed between the unsaturated or aromatic alcohols and the OH radicals as a model of the adducts proposed as responsible for the non-Arrhenius behavior; 4) the specific state-to-state relaxation/reaction rate constants (ksts) of the vibrationally excited OH (v”=1-4) radical with the VOCs by PLP-LIF and supersonic expansions. Ab-initio calculations will be carried out to support the interpretation of the experimental results, to obtain the transition state and collisional adducts structures, as well as to calculate the vibrational frequencies of the vdW complexes to assign to the LIF and REMPI spectra. Also, the proposed reaction mechanisms and the experimentally measured kinetic parameters will be compared with those obtained from theoretical calculations.

Arsenicais e inseticidas orgânicos sôbre o algodoeiro em terras roxa e arenosa

The authors carried out a series of pots and plots experiments applying arsenical and organic insecticides to cotton plants cultivated in "terra roxa" and in a sandy soil. The first results were presented in 1947, to the la. Reunião Brasileira de Ciência do Solo (First Brazilian Congress of Soil Science); they pointed out the danger resulting from the accumulation of arsenic in soils due to the constant applications of arsenicais to control cotton pests; in the course of the time, the amount of residual arsenic in the soil would determine a decrease in cotton yield caused by its toxic effect on the crop. The following conclusions were drawn from the last three experiments: 1) the field experiment conducted in a sandy soil to which lead arseniate was applied in increasing rates produced a reduction of 50 per cent in the yield (the three highest doses were responsible for this result); by this way, the pot experiment published in 1947 was confirmed); 2) in the pot experiment with "terra roxa" toxic effects appeared only in the plants receiving the last dosis of lead arsenate; this result is explained quite naturally by a considerable absorption of the AsO4 --- ion by "terra roxa" colloidal material; furthermore the CaO, P2O5 and Fe2O3 content and the pH value (higher) would decrease the arsenate solubilization in the soil considered; 3) the pot experiment with organic insecticides applied in the rates usually employed in the control of cotton pests, showed that 10% D.D.TD. and 2.5% Rotenone did not affect cotton plants cultivated in a sandy soil; however we agree with FOSTER (1951), in the point that both mineral and organic insecticides must be applied in the minimum amount as possible; we also think that experiments like those should be carried out with the known insecticides, in several soil conditions and with many crops in order to determine the maximum limits of tolerancy.

Solos incorporados de vinhaça e seu teor de bases

A presente pesquisa foi realizada visando esclarecer dúvidas surgidas quando da determinação dos valores "T" (capacidade total do solo para bases de dupla troca), "S" (bases suscetíveis de dupla troca) e "H" (hidrogênio suscetível de dupla troca) de solos que receberam altas doses de vinhaça Tais valores, quando determinados pelo processo recomendado por A O. A. C. (2), desviam-se dos normais passando "S" (parte) a ser maior do que "T" (todo). Diversas porções de um mesmo solo depois de convenientemente preparadas foram tratadas em vasos de ferro zincado com doses crescentes de vinhaça como segue: Primeiro grupo (vasos 1, 2, 3 e 4): testemunhas; Sgundo grupo (vasos 5, 6, 7 e 8): incorporação de vinhaça em volume equivalente a 250.0001 por hectare; Terceiro grupo (vasos 9, 10, 11 e 12): idem ao anterior aumentando as dos»\s para 500.0001; Quarto grupo (vasos 13, 14, 15 e 16): idem com 750.0001; Quinto grupo (vasos 17, 18, 19 e 20): idem com 1.000.0001. Efetuada a incorporação e depois de sêcos ossolos à sombra, dos mesmos foram retiradas amostras (4 para cada tipo) para as respectivas análises. Estas compreenderam determinações de "T", "S" e "H" por diversos processos, baseados em lixiviação com acetato de amônio neutro e normal, com cloreto de amônio normal e cloreto de bário normal. Foram, ainda, efetuadas determinações para verificação de sais solúveis. Também foram verificados os índices pH e a possibilidade de volatilização de amoníaco durante os processos de lavagem dos solos com álcool concentrado para a retirada de excesso de reativo. Os resultados obtidos foram estudados estatisticamente revelando principalmente que a incorporação de vinhaça ao solo determina neste um aumento de seus valores "T", "S" e índice pH, e diminuição de "H". Revelaram ainda que nos solos tratados com altas doses de vinhaça o valor "T" não deve ser determinado com processos ligados a amônio-saturação (cloreto), uma vez que êste radical peptizando e solubilizando a matéria orgânica do solo faz com que se consigam valores aquém dos reais. Esta interferência é tão grande que pode conduzir ao absurdo de se ter "S" maior do que "T". Os catiônios bivalentes como cálcio e bário, apesar dos inconvenientes que apresentam, são os recomendados para êste caso.

O método potenciométrico na determinação do H+ trocável em solos

For the determination of exchangeable hydrogen ion in soils, the authors of the presente work made the extraction with normal calcium acetate solution that may have an initial pH between 7 and 8 without altering the amount of hydrogen ion extracted. The extraction was made by shaking 5,0 grams of air dry soil with 100 ml of normal calcium acetate solution, the pH of wich was ascertained to 7,0, 7,5 and 8,0 with acetic acid, in 250 mil conical flasks for 30 minutes in a Wagner shaker (30-40 rpm). The contents of the flasks were then, filtered. A 50 ml aliquot of each of the leachate was titrated with a 0,020 N NaOH solution and the volumes consumed sodium hydroxide were ploted against pH. The titration curves thus obtained showed to be straight lines between pH 8 and 9 and parallel to the curve obtained by the titration of the blank. Two ways of locating the end point of the titration showed to be possible: the use of a pHmeter or titrimeter or the use of phenolphtalein as indicator. When using a pH meter or a titrimeter, the end point may rest in any point between pH 8 and 9, and the volume of sodium hydroxide consumed is found by comparison with a similar curve obtained by the titration of the blank. When using phenolphtalein the calcium acetate solution must have a pH below 8.

Determinação de cálcio "trocável" em solos por fotometria e chama

O presente trabalho relata o método de determinação do cálcio "trocável" dos solos do Estado de São Paulo, baseado na fotometria de chama. O método baseado na fotometria de chama foi comparado com o permanganométrico, através da determinação do cálcio "trocável" em 10 amostras de terra, tendo sido feitas 5 repetições com cada método. QUARDO 4 Cálcio «trocável» em solos, determinado pelo método permaíiganométrico e por fotometria de chama (média de 5 repetições). Solo Permanganometria Fotometria de chama n.o e. mg/100 g de solo e.mg/100 g de solo 1 3,58 ± 0,004 3,75 ± 0,040 2 2,60 ± 0,059 2,53 ± 0,026 3 0,54 ± 0,025 0,69 ± 0,034 4 0,39 ± 0,036 0,37 ± 0,020 5 3,61 ± 0,027 3,22 ± 0,044 6 9,41 ± 0,038 9,40 ± 0,074 7 1,00 ± 0,000 0,93 ± 0,001 8 1,79 ± 0,032 1,53 ± 0,069 9 1,00 ± 0,000 0,92 ± 0,000 10 0,60 ± 0,027 0,58 ± 0,033 Foi estudada também a influência de diversos íons (magnésio, manganês, potássio, sódio, ferro, alumínio e fosfato) na determinação do cálcio por fotometria de chama. O método de determinação do cálcio "trocável" do solo, baseado em fotometria de chama forneceu resultados equivalentes ao método permanganométrico, com enorme vantagem na rapidez.

Estado atual da determinação do carbono no solo I: em solos contendo de 0,2 a 4,0% de carbono

O presente trabalho relata os dados obtidos na determinação do carbono por dois métodos diferentes em dez amostras de solo, cujo teor em C variava de 0,2-0,3% a 3,4-4,2%. Um dos métodos foi o baseado na combustão por via seca, a 550-600°C, associado à volumetria de gases. O outro método fundamentou-se na oxidação do carbono, com solução de dicromato a quente (banho-maria), titulando-se o excesso de oxidante por iodometria. Foram executadas cinco determinações em cada amostra de terra, pelos dois métodos estudados. Os dados obtidos evidenciaram que a precisão dos dois métodos foi similar. Entretanto, o método por via úmida forneceu sempre uma porcentagem de carbono inferior à obtida pelo método baseado na combustão por via seca. Assim, nas dez amostras estudadas, o método por via úmida forneceu de 68,8 a 93,4% do carbono determinado por combustão, por via seca. Finalmente, deve ser salientado que o método de combustão por via seca, associado com volumetria de gases, é muito mais rápido do que o por via úmida e determina todas as formas de carbono orgânico do solo.

Estudos sôbre a fertilidade dos solos do cerrado: I. efeito da calagem na disponibilidade do fósforo (Nota prévia)

O método da diluição isotópica foi empregado com êxito para estudar a influência de doses crescentes de calcário na disponibilidade do fósforo do solo de cerrado. Os valores A foram determinados usando-se uma técnica simplificada; as amostras de solos de cerrado usadas no trabalho haviam sido submetidas prèviamente ao tratamento com diferentes dosagens de calcário em condições de campo. Tais amostras foram colhidas nas localidades de Orlandia, Pirassununga e Matão, todas elas no Estado de São Paulo. As seguintes conclusões puderam ser tiradas: (1) os três tipos de solos de cerrado apresentaram teores diferentes de fósforo assimilável; (2) nos casos das amostras de Pirassununga e Matão a calagem aumetou a disponibilidade do fósforo de modo linear; em Orlandia, entretanto, a dose mais alta de calcário diminuiu significativamente o teor de fósforo disponível.

Mineralogia da fração argila de perfis de solos da série Piracicaba

O presente trabalho teve por finalidade o estudo mineralógico, da fração argila, da série Piracicaba (RANZANI et al. 9), pertencente à unidade de mapeamento Podzólico Vermelho Amarelo - variação Piracicaba (COMISSÃO DE SOLOS, 2). Foram coletados, na área de ocorrência da série Piracicaba, quatro perfis de solos, designados por perfis P1, P2, P3 e P4. As amostras dos horizontes foram colhidas a partir da superfície do solo até a rocha. A fração argila foi separada por sedimentação, sendo posteriormente, dividida em duas subfrações (centrifugação): 2 a 0,2 mícron e menor que 0,2 mícron, argila grossa e fina, respectivamente. O material obtido nestas duas frações, sofreu determinações químicas (% de K2O e capacidade de troca de cátions) e determinações de raio - X (obtenção de difratogramas, com auxílio do contador Geiger, e filmes, pelo método do pó). Através destes resultados, foi efetuado o reconhecimento dos minerais de argila assim como estimativa semiquantitativa. A análise mineralógica das frações argila grossa e fina, referentes à natureza e à quantidade dos minerais de argila indica o seguinte: o teor de ilita, na fração argila grossa é sempre maior do que 10%, sendo que, em certos horizontes, apresenta teor de 30% e mesmo 40%. A montmorilonita e os minerais de 14 A normalmente ocorrem com valores inferiores a 10%. A caolinita é o mineral dominante nas duas frações argila, com teores sempre acima de 40%.

Determinação do nitrato em solos pelo método do ácido cromotrópico

Este trabalho descreve a determinação do nitrato em solos, pelo método do ácido cromotrópico. Foram estudados diversos aspectos, como a curva de absorção do ácido cromotrópico e do composto nitrato-ácido cromotrópico, a influência do tempo de repouso e da temperatura sôbre o desenvolvimento da côr da substância formada e a interferência de alguns íons que normalmente se encontram nos extratos de solos. Estabelecida a técnica apropriada, o método foi aplicado na determinação do ânion em extratos de solos obtidos com solução de ácido sulfúrico 0,01 N.

Mineralogia da fração argila de perfis de solos da série Ibitiruna

O presente trabalho teve por finalidade o estudo minera lógico, da fração argila, da série Ibitiruna (RANZANI et al. 9), pertencente a unidade de mapeamento Podzólico Vermelho Amarelo - variação Laras (COMISSÃO DE SOLOS 1). Foram coletados três perfis de solos, pertencente a série Ibitiruna, designados por perfis P1, P2 e P3. As amostras dos horizontes foram colhidas a partir da superfície do solo até a rocha. A fração argila foi separada por sedimentação, sendo posteriormente, dividida em duas subfrações (centrifugação): 2 a 0,2 mícron e menor que 0,2 mícron, argila grossa e fina respectivamente. O material obtido nestas duas frações, sofreu determinações químicas (capacidade de troca de cátions) e determinações de raio-X (obtenção de difratogramas, com o auxílio do contador Geiger, e filmes, pelo método do pó). Através dêstes resultados, foi efetuado o reconhecimento dos minerais de argila assim como estimativa semiquantitativa. A análise mineralógica das frações argila grossa e fina, referentes à natureza e à quantidade dos minerais de argila indica o seguinte: a caolinita é o mineral dominante nas duas frações argila, com teores sempre acima de 40%; a montmorilonita e os minerais do grupo de 14 Anormalmente ocorrem com valôres inferiores a 10%.

Determinação do cálcio trocável em solos pelo método do glioxal bis (2-hidroxianil)

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a determinação do cálcio trocável do solo, através do método colorimétrico do glioxal bis (2-hidroxianil). São apresentados os dados referentes às curvas de absorção e a estabilidade do glioxal e do composto cálcio glioxal, a relação entre as leituras e a concentração de cálcio em soluções padrões e a interferência de diversos íons. Com base nos resultados encontrados, é proposta uma técnica para a determinação do elemento, em extratos de solo, obtidos com solução de cloreto de potássio 1 normal» sendo os interferentes mascarados com cianeto de potássio e trietanolamina. Os resultados obtidos na determinação do cálcio em oito amostras de solo do Estado de São Paulo, são comparados com aquêles encontrados através do método quelatométrico do EDTA.