Clivagem e caracterização de frutalina recombinante produzida em Escherichia coli

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Distribuição geoquímica e biodisponibilidade de metais traço em sedimentos no Rio Bento Gomes, Poconé - MT, Brasil

RESUMO O sedimento é um dos compartimentos mais importantes dos ecossistemas aquáticos, possui papel importante no transporte e acumulação de metais. Este estudo teve por objetivo determinar a concentração de metais nas frações geoquímicas de sedimentos do Rio Bento Gomes, Pantanal de Poconé (MT) por meio da extração seletiva e sequencial, a fim de avaliar a distribuição e mobilidade dos metais. Os sedimentos foram coletados nos períodos seco e chuvoso em oito pontos distintos, e os metais (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn e Ni) extraídos dos sedimentos por procedimentos de extração sequencial (baseada no protocolo proposto por BCR -Community Bureau of Reference) e de extração seletiva (baseada no protocolo 3050B da Environmental Protection Agency of the United States), utilizando-se materiais de referência certificados para validação do método analítico. Todos os metais apresentaram teores abaixo do limite previsto na Resolução CONAMA nº 454/2012 no período seco, com exceção do Ni no período chuvoso (maior que 18 mg kg-1). Os estudos de fracionamento indicaram que os metais foram encontrados nas frações mobilizáveis do sedimento, especialmente associados aos óxidos de ferro. Os metais mais móveis e, consequentemente, mais biodisponíveis, foram o manganês, zinco e níquel, principalmente na época chuvosa. Maiores teores de cobre foram encontrados nas frações residuais do sedimento, indicando baixa mobilidade no meio aquático. A sequência de mobilidade dos metais estudados foi Mn > Zn > Ni > Cr > Cu > Fe.

Extração e determinação do boro solúvel dos solos

O teor de boro solúvel em água em ebulição cresce com o aumento do volume de água, para um mesmo peso de solo. Êste fato foi constatado nas 6 amostras de solos estudados, quando a proporção de peso de terra: volume de água destilada variou de 10 : 20, 5 : 20 e 2,5 : 20. Por outro lado, a extração do boro de 5 g de solo com 20 ml de soluções 0,05 N de H2SO4 e 0,05 N de acido acético, evidenciou que a solução de acido acético apresentou resultados que recomendam mais estudos no sentido de adaptá-la para a extração do boro solúvel do solo.

Avaliação do fósforo em fertilizantes através da solução de ácido cítrico a 2%: técnicas de extração

Neste trabalho estudou-se o comportamento da solução de ácido cítrico a 2% quando aplicada na avaliação do fósforo em fertilizantes fosfatados simples solúveis em água e em misturas contendo fosfatos insoluveis em água, efetuando-se a extração sob duas condições: diretamente na amostra e, portanto, em presença dos componentes solúveis em água e após a extração dos componentes solúveis em água, à semelhança da técnica de extração classicamente estabelecida para a solução de citrato de amônio. Os resultados, comparados entre si e com os obtidos pelo critério da solubilidade em água e em solução de citrato de amônio, permitiram concluir que a extração cítrica efetuada diretamente na amostra e na relação 1:100 é afetada pela presença dos componentes solúveis em água; a fração insolúvel em água dos fertilizantes fosfatados simples solúveis em água apresentou maior solubilidade na solução de citrato de amônio e menor na solução de ácido cítrico com extração direta; a fração insolúvel em água das misturas de fertilizantes contendo rocha fosfatada apresentaram maior solubilidade na solução de ácido cítrico com extração efetuada após a eliminação dos componentes solúveis em água. A mistura que continha farinha de ossos degelatinados apresentou solubilidade semelhante nas três técnicas de extração estudadas.

Coliformes fecais em águas de esgoto: I. Resistência a antibióticos, metais pesados e colicinogenia

Análise bacteriológica de ordem qualitativa foi desenvolvida em duas estações de tratamento de esgoto da cidade do Rio de Janeiro no período de 1984 a 1985. A pesquisa considerou o isolamento e a identificação de 540 culturas de Escherichia coli, advindas de afluentes e efluentes. Estudou-se a resistência a oito antimicrobianos (sulfadiazina, estreptomicina, tetraciclina, cloranfenicol, canamicina, ampicilina, ácido nalidíxico e gentamicina) e a três metais pesados (sulfato de cobre, cloreto de mercúrio e sulfato de zinco), além da colicinogenia. Foi possivel a detecção de percentuais até 95 para culturas isoladas dos efluentes com marcadores genéticos, contrapondo-se com taxas ao redor de 70% para aquelas provindas dos afluentes.

Monitorização e gestão dos Recursos Geológicos e seus impactes ambientais no concelho de São Domingos, ilha de Santiago - Cabo Verde, com ênfase na qualidade da Água

A água é um recurso natural essencial à vida fortemente suscetível de degradação, pelo que é fundamental a sua gestão e o controlo da sua qualidade. Os usos da água dependem das suas propriedades e composição. Estas, por sua vez, resultam de processos de interação água-rocha e da introdução antrópica de substâncias que podem afetar a sua qualidade e, assim, condicionar os usos. A presente investigação tem como objetivo a avaliação do estado de qualidade da água e potencialidades de uso no concelho de S. Domingos, Ilha de Santiago, Cabo Verde. Foram colhidas 22 amostras de água, sujeitas as medições in situ de parâmetros expeditos: pH, condutividade elétrica (CE), sólidos dissolvidos totais (TDS) e temperatura. A caracterização foi completada com a análise da componente aniónica (cloreto, brometo, fluoreto, nitrato, nitrito, fosfato e sulfato), de alcalinidade, oxidabilidade, sólidos suspensos totais e metais. Os resultados obtidos mostram, de uma maneira geral, o carácter mineralizado destas águas, com valor médio de condutividade de 1361µS/cm. A classificação hidroquímica, de acordo com diagrama de Piper, conduziu à discriminação dos seguintes tipos: águas mistas bicarbonatadas, equivalendo a 50% das amostras, mistas cloretadas (22,7%) e mistas sódicas (cloretadas e bicarbonatadas), correspondendo a 27% das amostras. Considerando o que está estabelecido no Decreto-Lei n.º 236/98, de 1 de agosto de Portugal e no Decreto-Lei nº8/2004 de Cabo Verde, que definem os valores paramétricos de qualidade da água, verificou-se que apenas 36% das amostras têm qualidade suficiente para consumo humano, cumprindo na íntegra os padrões de potabilidade estabelecidos. No que respeita à utilização da água para rega, segundo o Diagrama U. S. Salinity Laboratory, 68% das amostras mostram evidências de perigo salinização alto a muito alto e 32% apresentam risco médio. Quanto à alcalinização apenas 9% das amostras apresentam perigo médio, enquanto as restantes não indicam qualquer restrição de uso na agricultura. A análise estatística dos resultados pôs em evidência processos naturais de evolução hidroquímica, particularmente a salinização de amostras situadas em aluviões e praias fósseis. De maneira similar, o estudo efetuado revelou a existência de processos de degradação desencadeados por contaminação fecal. Visando a proteção da saúde da população do concelho, recomenda-se a implementação de medidas que proporcionem o aproveitamento sustentado e seguro dos recursos hídricos que passam, desde logo, pela elaboração de um plano de monitorização da qualidade de água para todo o concelho.

Mobilidade de metais pesados em solo tratado com resíduo siderúrgico ácido

Amostras do horizonte Bt de um Podzólico Vermelho-Amarelo (PV), predominante no aterro-piloto de resíduos industriais (ARSI) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), foram acondicionadas, em 1992, em colunas de vidro com 5,4 cm de diâmetro e 37 cm de altura. Sobre essas amostras de solo foram colocadas amostras de um resíduo ácido da CSN na proporção solo-resíduo de 4:1 (conforme a concepção básica do projeto do ARSI). Tal sistema resíduo-solo foi lixiviado com 50 volumes-poro de água deionizada, com pH 4,5, com o objetivo de avaliar a movimentação de Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd e Pb nas colunas. Depois da lixiviação, removeu-se o resíduo do topo das colunas, e seccionaram-se as amostras de solo em 4 partes iguais. Os metais pesados das amostras do resíduo e do solo foram extraídos seqüencialmente. 0 Pb, Cu e Cr mobilizados do resíduo ficaram retidos nos primeiros 5 cm da coluna de solo. 0 Zn, Mn, Ni e Cd tiveram aumento da concentração em profundidade. Nos efluentes das colunas com o resíduo, foram observadas concentrações de Mn e Ni bem superiores aos padrões permitidos pela Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (FEEMA, 1985).

Metais pesados, densidade e atividade microbiana em solo contaminado por rejeitos de indústria de zinco

As atividades relacionadas com mineração e indústria metalúrgica são responsáveis pela poluição de extensas áreas de solo em todo o mundo, sendo seus efeitos ainda pouco conhecidos nas condições brasileiras. No presente trabalho, os teores totais e solúveis em água de metais pesados, a densidade e a atividade microbiana foram avaliados em 1996, em sete locais de uma área de deposição de rejeitos da industrialização de zinco, em elevado estádio de degradação, e num local fora da área contaminada, considerado como referência, no estado de Minas Gerais. Todos os locais contaminados apresentaram elevados teores de metais pesados totais e solúveis em água, atingindo, respectivamente, os seguintes valores máximos, em mg kg-1: 11.969 e 726 de Zn; 109 e 18 de Cd; 1.016 e 0 de Pb e 887 e 8 de Cu. Todas as características biológicas avaliadas foram afetadas pelos elevados teores de metais com exceção do número de amonificadores. O C-biomassa apresentou redução acima de 80% em quatro locais contaminados em relação ao local fora da área contaminada. A respiração basal do solo foi maior no local contaminado coberto com Andropogon sp. e menor nos sítios sem vegetação. O número de actinomicetos e de fungos cultiváveis foi menos afetado pela contaminação que o número total de bactérias. Azospirillum spp. foram detectados apenas no local de referência. Oxidantes de amônio foram verificados em somente dois locais que continham vegetação, enquanto os oxidantes de nitrito foram detectados na maioria dos locais amostrados. Verificou-se a tendência de maior densidade e atividade microbiana nos locais contaminados e com algum tipo de vegetação. A concentração total e solúvel de Zn, de Cd e de Cu correlacionou-se fracamente com as características biológicas, exceto para o qCO2, o qual se mostrou promissor como indicador da contaminação com esses metais. Os dados indicaram uma interação químico-biológica complexa em solos altamente contaminados por metais pesados.

Avaliação de métodos de extração de silício em solos cultivados com arroz de sequeiro

Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de quatro métodos de extração (ácido acético 0,5 mol L-1, tampão pH 4,0, cloreto de cálcio 0,0025 mol L-1 e água) em estimar a disponibilidade de silício (Si) no solo para plantas de arroz de sequeiro cultivadas em casa de vegetação. Quatro solos, correspondentes às classes: Latossolo Vermelho-Escuro álico (LEa), Latossolo Vermelho-Amarelo álico (LVa), Latossolo Roxo distrófico (LRd) e Areia Quartzosa álica (AQa), todos da região do Triângulo Mineiro e ainda não cultivados foram utilizados no estudo. Cinco níveis de Si foram estabelecidos em cada um dos solos. Plantas de arroz foram cultivadas em vasos até a maturação. Como resultado deste trabalho, concluiu-se que o ácido acético 0,5 mol L-1 foi o método que apresentou a melhor estimativa do Si disponível no solo para o arroz de sequeiro. O silício da parte aérea do arroz revelou alta correlação com o Si extraível pelo método ácido acético.

Efeito da formononetina (7 hidroxi, 4'metoxi isoflavona) na colonização micorrízica e crescimento do milho em solo contendo excesso de metais pesados

O excesso de metais pesados contamina o solo, exercendo impacto negativo sobre os microrganismos e ação tóxica sobre as plantas, dificultando a revegetação e reabilitação de áreas degradadas. No presente estudo, avaliou-se o efeito da aplicação do isoflavonóide formononetina (7 hidroxi, 4'metoxi isoflavona) no crescimento e absorção de metais pelo milho (Zea mayz L.) em mistura de solo com proporções crescentes de um solo contaminado que continha 16.904, 194, 219 e 836 mg dm-3 de solo de Zn, Cd, Pb e Cu, respectivamente. Esse solo foi diluído com solo não contaminado para obter misturas com 0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0% p/p do solo contaminado. Nas misturas de solo, infestadas com propágulos de fungos micorrízicos, foi plantado milho, com e sem a aplicação de solução de formononetina sintética (5 mg L-1) equivalente a 400 µg kg-1 de solo. Verificou-se um efeito depressivo acentuado da elevação da contaminação do solo na colonização micorrízica e no crescimento das plantas. A formononetina estimulou a colonização nos níveis mais baixos de contaminação e exerceu efeito positivo no crescimento do milho. A absorção dos metais, em especial de Zn e Cd, aumentou com a elevação da contaminação, sendo os teores de Zn menores nas plantas com formononetina, enquanto os teores de Fe foram maiores nestas plantas até 7,5% de solo contaminado. Os resultados indicam que a formononetina reduz, de modo indireto, por meio da micorriza, os efeitos adversos do excesso de metais no solo, especialmente de Zn no milho. O favorecimento da formação de micorriza diminui a absorção de Zn e aumenta a de Fe, podendo ser este o mecanismo responsável pela ação amenizante da formononetina na toxidez de metais pesados no milho. Conclui-se que o uso da formononetina pode facilitar a revegetação de solos contaminados com metais pesados.

Lixiviação de metais pesados em solos tratados com lodo de esgoto

Foi realizado um experimento em tubos de percolação, utilizando-se três solos, classificados como Areia Quartzosa (AQ), Latossolo Vermelho-Amarelo (LV) e Latossolo Vermelho-Escuro (LE), aos quais foram incorporadas sucessivas quantidades de lodo de esgoto, totalizando uma dose correspondente a 156,0 t ha-1 (base seca), num período de incubação de 310 dias. Após este período, os solos foram tratados com água ou com soluções de sais (KCl 0,9 mol L-1; KNO3 0,9 mol L-1; K2SO4 0,3 mol L-1 e Ca(NO3)2 0,3 mol L-1), adicionadas em quantidade correspondente a quatro vezes a capacidade de retenção de água dos solos. No líquido percolado pela passagem das soluções salinas, foram determinadas as quantidades de Cd, Cr, Cu, Ni e Zn presentes e, no percolado obtido com a passagem de água, além dos metais anteriormente citados, foram determinadas também as quantidades de Ca2+ e Mg2+. Os resultados permitiram observar que a adição de KCl provocou o arraste de 5% do Cd adicionado via lodo aos solos LV e LE; para os outros sais utilizados e para a água, esse arraste nunca foi superior a 2% do metal pesado adicionado via lodo. A retenção de Cd, Cu, Cr e Ni aumentou com a elevação dos teores de óxidos de Fe e Al presentes nos solos. Os elevados valores de pH e o aumento no teor de matéria orgânica proporcionado pela adição de lodo refletiram também na menor mobilidade dos metais. Os sais KCl e K2SO4 aumentaram a mobilidade de alguns dos metais estudados.

Mineralização de palha de milho e adsorção de carbono, cálcio, magnésio e potássio em substratos com caulinita natural e goethita sintética

Carbono e nutrientes liberados na decomposição de resíduos orgânicos podem sofrer vários tipos de interação com diferentes componentes da fase mineral, alterando sua dinâmica no solo. Com o objetivo de avaliar a retenção de carbono, Ca2+, Mg2+ e K+ em caulinita natural e goethita sintética, foi realizado um experimento com mistura de palha de milho em substratos inorgânicos preparados com areia e quantidades conhecidas de cada componente. Nesses substratos, foram realizadas percolações com água destilada aos 7, 15, 33, 68 e 113 dias de incubação, em temperatura ambiente, sendo as massas dos elementos liberados acumuladas no tempo. Após duzentos dias de incubação, foi determinado o carbono orgânico total que permaneceu nos substratos. A soma das massas de Ca2+, Mg2+, K+ e carbono, liberados com a água de percolação, foi inversamente relacionada com a massa dos componentes inorgânicos nos substratos, exceto para o K+ nos substratos com goethita. A caulinita e a goethita apresentaram diferente retenção do Ca2+, Mg2+ e K+ liberados, independentemente da área superficial, o que pode estar relacionado com suas distintas características eletroquímicas superficiais. A goethita foi mais efetiva do que a caulinita em reter carbono da solução do solo e acumular carbono orgânico total, sendo sua maior reatividade diretamente relacionada com sua superfície específica.

Fracionamento e biodisponibilidade de metais pesados em solo contaminado, incubado com materiais orgânicos e inorgânicos

Procedimentos baseados em alterações nas propriedades químicas podem atuar como agentes mitigadores da fitotoxidez de metais pesados no solo. No entanto, é difícil predizer os efeitos de diferentes materiais sobre a disponibilidade de metais em solo contaminado simultaneamente por vários metais. O presente estudo, desenvolvido em solo proveniente de área de rejeitos de uma unidade de extração e industrialização de zinco da Companhia Mineira de Metais-CMM, em Três Marias (MG), objetivou avaliar os teores, a distribuição entre diferentes frações e a biodisponibilidade de Zn, Cd, Cu e Pb nesse solo, após incubação por seis meses com diferentes doses de carbonato, gesso, vermicomposto, serragem e Solomax. Após a incubação, retiraram-se amostras de cada tratamento para análises químicas de fracionamento de metais e extrações simples com DTPA e com Mehlich-1 e repicaram-se plântulas de Mimosa caesalpiniaefolia Benth. (sabiá) para o solo onde cresceram por 90 dias. Os tratamentos causaram alterações nas principais formas dos elementos no solo. Para o Zn, que apresenta os maiores teores nesse solo, houve efeito da aplicação de carbonato, que reduziu a fração trocável de 842 mg kg-1, no controle, para 32 mg kg-1. Houve também uma redução do Zn-trocável com a aplicação de Solomax. Os teores de Zn na parte aérea das plantas reduziram-se de 544,85 mg kg-1, no controle, para 32,20 mg kg-1 com a aplicação de carbonato. O Solomax reduziu em 87% o teor deste elemento nas plantas. Os demais materiais não exerceram efeitos consistentes sobre os teores dos metais na planta. A adição de materiais orgânicos aumentou o teor de Cu e de Pb na fração orgânica e residual, sem efeito na biodisponibilidade. O gesso aumentou a biodisponibilidade dos metais estudados, com exceção do Pb. Ao contrário do que foi verificado para os outros elementos, os teores de Cd na planta correlacionaram-se com as quantidades deste extraídas por DTPA (0,82**) e por Mehlich-1 (0,60**), e os de Zn com MgCl2 (0,49*) e DTPA (0,49*). As extrações seqüencial e simples, com DTPA e Mehlich-1, evidenciaram efeitos diferenciados dos materiais sobre os metais no solo. O Cd foi o elemento com melhor previsão de biodisponibilidade pelos extratores utilizados. O emprego de carbonato foi o tratamento mais eficaz em reduzir a disponibilidade dos metais para M. caesalpiniaefolia.

Distribuição de potássio, magnésio e outros metais em minerais de sedimentos do grupo barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo

Os sedimentos do Grupo Barreiras são muito pobres em minerais primários fontes de nutrientes. Para estudar a distribuição de K, Mg e outros metais em minerais das frações argila, silte e areia, coletaram-se 11amostras nas profundidades de 0,7; 1,4; 2,1; 2,8; 3,5; 4,2; 4,9; 5,6; 7,7; 10,5 e 14,0m, em um pacote de sedimentos do Grupo Barreiras, no município de Aracruz (ES) (19º49'13"S 40º16'24"O). Os teores totais de K, Mg, Ca, Al, Fe, Ti, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Sr e Ga na terra fina seca em estufa e nas frações argila, silte e areia foram determinados por espectrômetria de emissão por plasma, após digestão completa da amostra com ácido fluorídrico concentrado. Para avaliar a contribuição de cada espécie mineral nos teores totais de K e de Mg, amostras da fração argila foram submetidas a extrações seqüenciais e seletivas de minerais. Em virtude da presença de camadas enriquecidas com concreções ferruginosas (principalmente do tamanho silte), ao longo do pacote de sedimentos, obtiveram-se os maiores teores totais de Fe2O3, nas profundidades de 2,1; 4,2 e 7,7m. Os sedimentos do Grupo Barreiras apresentaram limitada reserva de nutrientes, com baixos teores totais de K, Mg e Ca. Verificou-se aumento nos teores de K na fração argila com a profundidade, atingindo 618,2mgkg-1 a 14m. Na fração areia, os teores de K e de Mg foram maiores nas amostras com maior impureza de quartzo. A reserva em K e Mg na fração argila foi associada com a presença de mica e caulinita. A contribuição dos óxidos de Fe e de Al, dos aluminossilicatos de baixa cristalinidade e dos óxidos de Fe mais cristalinos, nos teores totais de K e de Mg, foi inexpressiva. As frações argila e silte foram as principais fontes de metais pesados nas amostras estudadas.

Fungos micorrízicos arbusculares em solos de área poluída com metais pesados

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) ocorrem de forma generalizada e formam importante simbiose com a maioria das plantas, mesmo em solos poluídos com metais pesados. Neste estudo, avaliaram-se a ocorrência e a diversidade dos FMAs em quatro locais com gramíneas em uma área de solo contaminado com metais pesados pela extração e industrialização do Zn. Verificou-se a ocorrência generalizada dos FMAs nos locais estudados, sendo esta influenciada pelas concentrações de metais no solo. Encontrou-se um total de 21 espécies, sendo: sete pertencentes ao gênero Acaulospora, seis de Scutellospora, cinco de Glomus, duas de Gigaspora e uma de Entrophospora,Glomus occultum, Acaulospora morrowiae, Acaulospora mellea, Glomus intraradices, Glomus clarum e Scutellospora pellucida foram as de maior ocorrência. A densidade de esporos, a riqueza de espécies e o aumento da dominância relacionaram-se inversamente com as concentrações de metais no solo. Acaulospora mellea, Glomus clarum e Glomus occultum dominaram as populações de esporos no solo. Concluiu-se que os metais pesados exerceram efeito diferenciado sobre os FMAs, dependendo do grau de poluição.