Factors affecting nucleolytic efficiency of some ternary metal complexes with DNA binding and recognition domains. Crystal and molecular structure of Zn(phen)(edda)

The binding selectivity of the M(phen)(edda) (M = Cu, Co, Ni, Zn; phen = 1,10-phenanthroline, edda = ethylenediaminediacetic acid) complexes towards ds(CG)(6), ds(AT)(6) and ds(CGCGAATTCGCG) B-form oligonucleotide duplexes were studied by CD spectroscopy and molecular modeling. The binding mode is intercalation and there is selectivity towards AT-sequence and stacking preference for A/A parallel or diagonal adjacent base steps in their intercalation. The nucleolytic properties of these complexes were investigated and the factors affecting the extent of cleavage were determined to be: concentration of complex, the nature of metal(11) ion, type of buffer, pH of buffer, incubation time, incubation temperature, and the presence of hydrogen peroxide or ascorbic acid as exogenous reagents. The fluorescence property of these complexes and its origin were also investigated. The crystal structure of the Zn(phen)(edda) complex is reported in which the zinc atom displays a distorted trans-N4O2 octahedral geometry; the crystal packing features double layers of complex molecules held together by extensive hydrogen bonding that inter-digitate with adjacent double layers via pi...pi interactions between 1,10-phenanthroline residues. The structure is compared with that of the recently described copper(II) analogue and, with the latter, included in molecular modeling. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Structural and magnetic characterization of MnxZn1-xFe2O4 (x=0.2; 0.35; 0.65; 0.8; 1.0) ferrites obtained by the citrate precursor method

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Rapid calcination of ferrite Ni0.75Zn0.25Fe2O4 by microwave energy

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chemical evolution of the Galactic bulge as traced by microlensed dwarf and subgiant stars IV. Two bulge populations

Based on high-resolution (R approximate to 42 000 to 48 000) and high signal-to-noise (S/N approximate to 50 to 150) spectra obtained with UVES/VLT, we present detailed elemental abundances (O, Na, Mg, Al, Si, Ca, Ti, Cr, Fe, Ni, Zn, Y, and Ba) and stellar ages for 12 new microlensed dwarf and subgiant stars in the Galactic bulge. Including previous microlensing events, the sample of homogeneously analysed bulge dwarfs has now grown to 26. The analysis is based on equivalent width measurements and standard 1-D LTE MARCS model stellar atmospheres. We also present NLTE Li abundances based on line synthesis of the (7)Li line at 670.8 nm. The results from the 26 microlensed dwarf and subgiant stars show that the bulge metallicity distribution (MDF) is double-peaked; one peak at [Fe/H] approximate to -0.6 and one at [Fe/H] approximate to +0.3, and with a dearth of stars around solar metallicity. This is in contrast to the MDF derived from red giants in Baade's window, which peaks at this exact value. A simple significance test shows that it is extremely unlikely to have such a gap in the microlensed dwarf star MDF if the dwarf stars are drawn from the giant star MDF. To resolve this issue we discuss several possibilities, but we can not settle on a conclusive solution for the observed differences. We further find that the metal-poor bulge dwarf stars are predominantly old with ages greater than 10 Gyr, while the metal-rich bulge dwarf stars show a wide range of ages. The metal-poor bulge sample is very similar to the Galactic thick disk in terms of average metallicity, elemental abundance trends, and stellar ages. Speculatively, the metal-rich bulge population might be the manifestation of the inner thin disk. If so, the two bulge populations could support the recent findings, based on kinematics, that there are no signatures of a classical bulge and that the Milky Way is a pure-disk galaxy. Also, recent claims of a flat IMF in the bulge based on the MDF of giant stars may have to be revised based on the MDF and abundance trends probed by our microlensed dwarf stars.

First stars XII. Abundances in extremely metal-poor turnoff stars, and comparison with the giants

Context. The detailed chemical abundances of extremely metal-poor (EMP) stars are key guides to understanding the early chemical evolution of the Galaxy. Most existing data, however, treat giant stars that may have experienced internal mixing later. Aims. We aim to compare the results for giants with new, accurate abundances for all observable elements in 18 EMP turno. stars. Methods. VLT/UVES spectra at R similar to 45 000 and S/N similar to 130 per pixel (lambda lambda 330-1000 nm) are analysed with OSMARCS model atmospheres and the TURBOSPECTRUM code to derive abundances for C, Mg, Si, Ca, Sc, Ti, Cr, Mn, Co, Ni, Zn, Sr, and Ba. Results. For Ca, Ni, Sr, and Ba, we find excellent consistency with our earlier sample of EMP giants, at all metallicities. However, our abundances of C, Sc, Ti, Cr, Mn and Co are similar to 0.2 dex larger than in giants of similar metallicity. Mg and Si abundances are similar to 0.2 dex lower (the giant [Mg/Fe] values are slightly revised), while Zn is again similar to 0.4 dex higher than in giants of similar [Fe/H] (6 stars only). Conclusions. For C, the dwarf/giant discrepancy could possibly have an astrophysical cause, but for the other elements it must arise from shortcomings in the analysis. Approximate computations of granulation (3D) effects yield smaller corrections for giants than for dwarfs, but suggest that this is an unlikely explanation, except perhaps for C, Cr, and Mn. NLTE computations for Na and Al provide consistent abundances between dwarfs and giants, unlike the LTE results, and would be highly desirable for the other discrepant elements as well. Meanwhile, we recommend using the giant abundances as reference data for Galactic chemical evolution models.

Accumulation, responses and genotoxicity of trace elements in octopus vulgaris

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Serpentine bacteria influence metal translocation and bioconcentration of Brassica juncea and Ricinus communis grown in multi-metal polluted soils

The aim of this study was to assess the effects of inoculation of rhizosphere or endophytic bacteria (Psychrobacter sp. SRS8 and Pseudomonas sp. A3R3, respectively) isolated from a serpentine environment on the plant growth and the translocation and accumulation of Ni, Zn, and Fe by Brassica juncea and Ricinus communis on a multi-metal polluted serpentine soil (SS). Field collected SS was diluted to 0, 25, 50, and 75% with pristine soil in order to obtain a range of heavy metal concentrations and used in microcosm experiments. Regardless of inoculation with bacteria, the biomass of both plant species decreased with increase of the proportion of SS. Inoculation of plants with bacteria significantly increased the plant biomass and the heavy metal accumulation compared with non-inoculated control in the presence of different proportion of SS, which was attributed to the production of plant growth promoting and/or metal mobilizing metabolites by bacteria. However, SRS8 showed a maximum increase in the biomass of the test plants grown even in the treatment of 75% SS. In turn, A3R3 showed maximum effects on the accumulation of heavy metals in both plants. Regardless of inoculation of bacteria and proportion of SS, both plant species exhibited low values of bioconcentration factor (<1) for Ni and Fe. The inoculation of both bacterial strains significantly increased the translocation factor (TF) of Ni while decreasing the TF of Zn in both plant species. Besides this contrasting effect, the TFs of all metals were <1, indicating that all studied bacteria–plant combinations are suitable for phytostabilization. This study demonstrates that the bacterial isolates A3R3 and SRS8 improved the growth of B. juncea and R. communis in SS soils and have a great potential to be used as inoculants in phytostabilization scenarios of multi-metal contaminated soils.

Heavy metals removal in dual media filters

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil de Engenharia Sanitária

Solos urbanos formados pelo acúmulo de resíduos em Manaus, Amazonas, Brasil

Este estudo apresenta dados sobre a mineralogia e a química de dois solos urbanos em Manaus (Horto Minicipal e Novo Israel) formados a partir da disposição e degradação de resíduo urbano em condições tropicais úmidas. Foi determinada a concentração de Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr, investigado o grau de contaminação desses elementos no solo e o potencial deles comprometerem a qualidade da água subterrânea. Foi medido o fracionamento geoquímico por lixiviação sequencial dos elementos, além de determinado o pH, teor de matéria orgânica e caracterizados os grupos funcionais dos ácidos húmicos e fúlvicos. Comparativamente esses solos urbanos refletem a composição mineralógica dos solos naturais da região embora a caulinita tenha menor grau de ordenamento cristalino. Contudo, o pH e o conteúdo de matéria orgânica são bem mais elevados. Em termos absolutos ambos os solos têm aproximadamente a mesma sequência de concentração dos elementos: no Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd e em Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. As maiores acumulações foram nas frações hidróxido de Fe amorfo e óxi-hidróxidos de Fe seguidas da matéria orgânica. Comparativamente, essas frações tiveram maior enriquecimento no Horto Municipal, provavelmente em consequência dos efeitos de envelhecimento dos resíduos, enquanto as mais biodisponíveis e a residual se acumularam mais em Novo Israel. Esse acúmulo nas fases mais móveis em Novo Israel é a causa da contaminação da água subterrânea e indica que o mesmo deve ocorrer no Horto Municipal.

Sobre a composição mineral do aguapé (Eichornia crassipes)

Tendo em vista a utilização do aguapé como adubo verde foram feitas determinações de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S) e de micronutrientes (B, Cl, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Zn) nas raízes, caules e folhas de amostras colhidas na zona rural de Ourofino, MG. Verificou-se que 1kg da planta inteira possui as seguintes quantidades de nutrientes: N-10,3g, P-1,6, K-49,0, Ca-25,8, Mg-10,5 e S-3,3; B-25mg, C@-10436mg, Co-l,9mg, Cu-10,2mg, Fe-8969mg, Mn-1415mg, Mo-2,3mg, Ni-4,0mg e Zn-41,6mg. Fez-se uma comparação entre os nutrientes contidos no aguapé e no esterco de curral e discute-se o seu possível uso como adubo verde, fonte de matéria orgânica e de minerais.

Cinética de solubilização de metais pesados por ácidos orgânicos em solos tratados com lodo de esgoto

A presença de ligantes orgânicos na rizosfera tem importante papel no processo de solubilização de metais pesados em solos tratados com lodo de esgoto. Ácidos orgânicos de baixo peso molecular exsudados por raízes e, ou, liberados por microrganismos são considerados agentes mobilizadores desses metais. No presente estudo, determinou-se a cinética de solubilização de Cu, Cr, Ni e Zn em solos tratados com lodo de esgoto, utilizando solução com mistura de quatro ácidos orgânicos (acético, cítrico, lático e oxálico) preparada para obter concentração final de 0,05 e 0,10 mol L-1. A extração foi feita segundo o método de "batch". A solução 0,10 mol L-1 de ácidos orgânicos extraiu maiores quantidades de Cu, Cr, Ni e Zn do que a solução 0,05 mol L¹. A cinética de solubilização apresentou duas fases: uma inicial, com rápida liberação dos metais, seguida de outra mais lenta, tendendo ao equilíbrio. As constantes de velocidade de solubilização mais altas foram observadas para Ni e Zn, seguidos de Cu e Cr. Os valores para o reservatório lábil variaram entre 2 e 15 % do total de cada metal pesado estudado. A porcentagem que este reservatório representou, em relação ao total, obedeceu à ordem: Zn > Cu @ Ni > Cr.

Efeitos Tóxicos de Arsênio em Eisenia Andrei em Exposição a Solos do Entorno de Minerações de Ouro

Os produtos das atividades de mineração têm grande relevância econômica no Estado de Minas Gerais, Brasil. No entanto, seus inúmeros danos à biota, incluindo a fauna edáfica, resultam na necessidade de recuperação e biomonitoramento dessas áreas e do seu entorno. Considerando a importância ecológica e o potencial bioindicador das minhocas, o objetivo deste estudo foi avaliar a toxicidade de arsênio presente em solos do entorno de minerações de ouro, nas bacias dos rios Doce e São Francisco, a oligoquetas da espécie Eisenia andrei Bouché. Amostras de solos dessas áreas foram caracterizadas em relação às suas propriedades físicas e químicas, incluindo os metais Fe, Al, Cu, Ni, Zn e Mn e do metaloide As; com elas, foram conduzidos bioensaios, que avaliaram a sobrevivência, reprodução e variação da biomassa dos organismos. Também foram realizados testes de sensibilidade dessa espécie ao As adicionado a solo artificial tropical e em solo natural. Houve evidente efeito tóxico sobre a reprodução dessa espécie, que esteve altamente correlacionado com as concentrações de As nas amostras (r = -0,80). Amostras de solos naturais de locais avaliados nas duas áreas apresentaram concentrações de As acima do limite estipulado pela Resolução Conama nº 420 de 2009, chegando a 2.388,2 mg kg-1. A CL50 do As em solo artificial tropical (207,4 mg kg-1) foi seis vezes menor que a do solo natural (1.248,1 mg kg-1). A menor biodisponibilidade do As nos solos naturais foi atribuída a sua associação com o minério de Fe presente nas amostras. Concluiu-se que os solos do entorno de áreas de mineração causaram toxicidade crônica a E. andrei, em termos de sua reprodução, o que demonstrou o potencial de danos dessas atividades sobre a fauna edáfica dessas áreas. O estudo também forneceu informações ecotoxicológicas que podem ser úteis em avaliações de risco ambiental em solos tropicais.

ELEMENTOS-TRAÇO EM ÁREAS DE VEGETAÇÃO NATIVA E AGRICULTURA INTENSIVA DO ESTADO DE MATO GROSSO DETERMINADOS POR FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X POR REFLEXÃO TOTAL

A espectroscopia de raios-X por reflexão total (TXRF) é uma técnica promissora para análise de elementos-traço (ETs), principalmente por não ser necessária a digestão das amostras, reduzindo assim a geração de resíduos e emissão de vapores tóxicos. Este trabalho comparou os teores dos ETs: Cr, Mn, Ni, Zn, Cu, As, Se, Hg e Pb, coletados em solos de área de agricultura intensiva e vegetação nativa, determinados por TXRF e por espectrometria de absorção atômica de chama ou forno de grafite (FAAS/GFAAS). Adicionalmente, compararam-se os teores dos ET com valores de referência para solos não contaminados. As amostras de solo foram coletadas na profundidade 0,0-0,2 m em municípios representativos de cada região agrícola do Estado de Mato Grosso (Rondonópolis, Alto Garça, Primavera do Leste, Campo Novo, Nova Mutum, Lucas do Rio Verde, Sorriso, Sinop, Campo Novo dos Parecis, Campos de Julho e Vila Bela da Santíssima Trindade). Em cada município, foram selecionadas seis áreas, totalizando 72 amostras, todas georreferenciadas. Para a leitura dos teores de ET no aparelho de TXRF S2 Picofox™, foram preparadas suspensões de solo usando Triton X-100 a 5 % v/v utilizando gálio como padrão interno, enquanto no FAAS/GFAAS as amostras foram submetidas à digestão ácida pelo método 3051A. Considerando área cultivada e área nativa, respectivamente, os teores médios dos ET por TXRF, em mg kg-1, foram: Cr, 69 e 62; Zn, 16 e 8; Pb, 28 e 21; Mn, 56 e 42; As, 2 e 2; Cu, 9 e 8; e Ni, 2 e 2. O Cd, Se e Hg não foram detectados por TXRF nas amostras analisadas. Para As, Cr, Mn, Zn, Ni, Cu e Pb, houve correlação linear (p<0,001) positiva entre as técnicas e, no geral, os teores obtidos para esses ET em TXRF foram superiores aos do FAAS/GFAAS. Os teores de todos os elementos detectados pelo TXRF, exceto o Cr, estão dentro das faixas dos relatados para solos não contaminados e muito inferiores aos limites de alerta estipulados na literatura.