921 resultados para Nitrogen transformation
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The precipitation behaviour of a nickel free stainless steel containing 25% chromium, 17% manganese and 0.54% nitrogen, with duplex ferritic-austenitic microstructure, was studied using several complementary techniques of microstructural analysis after aging heat treatments between 600 and 1 000 degrees C for periods of lime between 15 and 6 000 min. During aging heat treatments, ferrite was decomposed into sigma phase and austenite by a eutectoid reaction, like in the Fe-Cr-Ni duplex stainless steel. Chromium nitride precipitation occurred in austenite, which had a high nitrogen supersaturation. Some peculiar aspects were observed in this austenite during its phase transformations. Chromium nitride precipitation occurred discontinuously in a lamellar morphology, such as pearlite in carbon steels. This kind of precipitation is not an ordinary observation in duplex stainless steels and the high levels of nitrogen in austenite can induce this type of precipitation, which has not been previously reported in duplex stainless steels. After chromium nitride precipitation in austenite, it was also observed sigma phase formation near the cells or colonies of discontinuously precipitated chromium nitride. Sigma phase formation was made possible by the depletion of nitrogen in those regions. Time-temperature-transformation (precipitation) diagrams were determined.
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Wasserlösliche organische Verbindungen (WSOCs) sind Hauptbestandteile atmosphärischer Aerosole, die bis zu ~ 50% und mehr der organischen Aerosolfraktion ausmachen. Sie können die optischen Eigenschaften sowie die Hygroskopizität von Aerosolpartikeln und damit deren Auswirkungen auf das Klima beeinflussen. Darüber hinaus können sie zur Toxizität und Allergenität atmosphärischer Aerosole beitragen.In dieser Studie wurde Hochleistungsflüssigchromatographie gekoppelt mit optischen Diodenarraydetektion und Massenspektrometrie (HPLC-DAD-MS und HPLC-MS/MS) angewandt, um WSOCs zu analysieren, die für verschiedene Aerosolquellen und -prozesse charakteristisch sind. Niedermolekulare Carbonsäuren und Nitrophenole wurden als Indikatoren für die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Entstehung sowie Alterung sekundärer organischer Aerosole (SOA) aus biogenen Vorläufern untersucht. Protein-Makromoleküle wurden mit Blick auf den Einfluss von Luftverschmutzung und Nitrierungsreaktionen auf die Allergenität primärer biologischer Aerosolpartikel – wie Pollen und Pilzsporen – untersucht.rnFilterproben von Grob- und Feinstaubwurden über ein Jahr hinweg gesammelt und auf folgende WSOCs untersucht: die Pinen-Oxidationsprodukte Pinsäure, Pinonsäure und 3-Methyl-1,2,3-Butantricarbonsäure (3-MBTCA) sowie eine Vielzahl anderer Dicarbonsäuren und Nitrophenole. Saisonale Schwankungen und andere charakteristische Merkmale werden mit Blick auf Aerosolquellen und -senken im Vergleich zu Daten anderen Studien und Regionen diskutiert. Die Verhätlnisse von Adipinsäure und Phthalsäure zu Azelainsäure deuten darauf hin, dass die untersuchten Aerosolproben hauptsächlich durch biogene Quellen beeinflusst werden. Eine ausgeprägte Arrhenius-artige Korrelation wurde zwischen der 3-MBTCA-¬Konzentration und der inversen Temperatur beobachtet (R2 = 0.79, Ea = 126±10 kJ mol-1, Temperaturbereich 275–300 K). Modellrechnungen zeigen, dass die Temperaturabhängigkeit auf eine Steigerung der photochemischen Produktionsraten von 3-MBTCA durch erhöhte OH-Radikal-Konzentrationen bei erhöhten Temperaturen zurückgeführt werden kann. Im Vergleich zur chemischen Reaktionskinetik scheint der Einfluss von Gas-Partikel-Partitionierungseffekten nur eine untergeordnete Rolle zu spielen. Die Ergebnisse zeigen, dass die OH-initiierte Oxidation von Pinosäure der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Bildung von 3-MBTCA ist. 3-MBTCA erscheint somit als Indikator für die chemische Alterung von biogener sekundärer organischer Aerosole (SOA) durch OH-Radikale geeignet. Eine Arrhenius-artige Temperaturabhängigkeit wurde auch für Pinäure beobachtet und kann durch die Temperaturabhängigkeit der biogenen Pinen-Emissionen als geschwindigkeitsbestimmender Schritt der Pinsäure-Bildung erklärt werden (R2 = 0.60, Ea = 84±9 kJ mol-1).rn rnFür die Untersuchung von Proteinnitrierungreaktionen wurde nitrierte Protein¬standards durch Flüssigphasenreaktion von Rinderserumalbumin (BSA) und Ovalbumin (OVA) mit Tetranitromethan (TNM) synthetisiert.Proteinnitrierung erfolgt vorrangig an den Resten der aromatischen Aminosäure Tyrosin auf, und mittels UV-Vis-Photometrie wurde der Proteinnnitrierungsgrad (ND) bestimmt. Dieser ist definiert als Verhältnis der mittleren Anzahl von Nitrotyrosinresten zur Tyrosinrest-Gesamtzahl in den Proteinmolekülen. BSA und OVA zeigten verschiedene Relationen zwischen ND und TNM/Tyrosin-Verhältnis im Reaktionsgemisch, was vermutlich auf Unterschiede in den Löslichkeiten und den molekularen Strukturen der beiden Proteine zurück zu führen ist.rnDie Nitrierung von BSA und OVA durch Exposition mit einem Gasgemisch aus Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) wurde mit einer neu entwickelten HPLC-DAD-¬Analysemethode untersucht. Diese einfache und robuste Methode erlaubt die Bestimmung des ND ohne Hydrolyse oder Verdau der untersuchten Proteine und ernöglicht somit eine effiziente Untersuchung der Kinetik von Protein¬nitrierungs-Reaktionen. Für eine detaillierte Produktstudien wurden die nitrierten Proteine enzymatisch verdaut, und die erhaltenen Oligopeptide wurden mittels HPLC-MS/MS und Datenbankabgleich mit hoher Sequenzübereinstimmung analysiert. Die Nitrierungsgrade individueller Nitrotyrosin-Reste (NDY) korrelierten gut mit dem Gesamt-Proteinnitrierungsgrad (ND), und unterschiedliche Verhältnisse von NDY zu ND geben Aufschluss über die Regioselektivität der Reaktion. Die Nitrierungmuster von BSA und OVA nach Beahndlung mit TNM deuten darauf hin, dass die Nachbarschaft eines negativ geladenen Aminosäurerestes die Tyrosinnitrierung fördert. Die Behandlung von BSA durch NO2 und O3 führte zu anderend Nitrierungemustern als die Behandlung mit TNM, was darauf hindeutet, dass die Regioselektivität der Nitrierung vom Nitrierungsmittel abhängt. Es zeigt sich jedoch, dass Tyrosinreste in Loop-Strukturen bevorzugt und unabhängig vom Reagens nitriert werden.Die Methoden und Ergebnisse dieser Studie bilden eine Grundlage für weitere, detaillierte Untersuchungen der Reaktionskinetik sowie der Produkte und Mechanismen von Proteinnitrierungreaktionen. Sie sollen helfen, die Zusammenhänge zwischen verkehrsbedingten Luftschadstoffen wie Stickoxiden und Ozon und der Allergenität von Luftstaub aufzuklären.rn
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Aerosolpartikel beeinflussen das Klima durch Streuung und Absorption von Strahlung sowie als Nukleations-Kerne für Wolkentröpfchen und Eiskristalle. Darüber hinaus haben Aerosole einen starken Einfluss auf die Luftverschmutzung und die öffentliche Gesundheit. Gas-Partikel-Wechselwirkunge sind wichtige Prozesse, weil sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aerosolen wie Toxizität, Reaktivität, Hygroskopizität und optische Eigenschaften beeinflussen. Durch einen Mangel an experimentellen Daten und universellen Modellformalismen sind jedoch die Mechanismen und die Kinetik der Gasaufnahme und der chemischen Transformation organischer Aerosolpartikel unzureichend erfasst. Sowohl die chemische Transformation als auch die negativen gesundheitlichen Auswirkungen von toxischen und allergenen Aerosolpartikeln, wie Ruß, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Proteine, sind bislang nicht gut verstanden.rn Kinetische Fluss-Modelle für Aerosoloberflächen- und Partikelbulk-Chemie wurden auf Basis des Pöschl-Rudich-Ammann-Formalismus für Gas-Partikel-Wechselwirkungen entwickelt. Zunächst wurde das kinetische Doppelschicht-Oberflächenmodell K2-SURF entwickelt, welches den Abbau von PAK auf Aerosolpartikeln in Gegenwart von Ozon, Stickstoffdioxid, Wasserdampf, Hydroxyl- und Nitrat-Radikalen beschreibt. Kompetitive Adsorption und chemische Transformation der Oberfläche führen zu einer stark nicht-linearen Abhängigkeit der Ozon-Aufnahme bezüglich Gaszusammensetzung. Unter atmosphärischen Bedingungen reicht die chemische Lebensdauer von PAK von wenigen Minuten auf Ruß, über mehrere Stunden auf organischen und anorganischen Feststoffen bis hin zu Tagen auf flüssigen Partikeln. rn Anschließend wurde das kinetische Mehrschichtenmodell KM-SUB entwickelt um die chemische Transformation organischer Aerosolpartikel zu beschreiben. KM-SUB ist in der Lage, Transportprozesse und chemische Reaktionen an der Oberfläche und im Bulk von Aerosol-partikeln explizit aufzulösen. Es erforder im Gegensatz zu früheren Modellen keine vereinfachenden Annahmen über stationäre Zustände und radiale Durchmischung. In Kombination mit Literaturdaten und neuen experimentellen Ergebnissen wurde KM-SUB eingesetzt, um die Effekte von Grenzflächen- und Bulk-Transportprozessen auf die Ozonolyse und Nitrierung von Protein-Makromolekülen, Ölsäure, und verwandten organischen Ver¬bin-dungen aufzuklären. Die in dieser Studie entwickelten kinetischen Modelle sollen als Basis für die Entwicklung eines detaillierten Mechanismus für Aerosolchemie dienen sowie für das Herleiten von vereinfachten, jedoch realistischen Parametrisierungen für großskalige globale Atmosphären- und Klima-Modelle. rn Die in dieser Studie durchgeführten Experimente und Modellrechnungen liefern Beweise für die Bildung langlebiger reaktiver Sauerstoff-Intermediate (ROI) in der heterogenen Reaktion von Ozon mit Aerosolpartikeln. Die chemische Lebensdauer dieser Zwischenformen beträgt mehr als 100 s, deutlich länger als die Oberflächen-Verweilzeit von molekularem O3 (~10-9 s). Die ROIs erklären scheinbare Diskrepanzen zwischen früheren quantenmechanischen Berechnungen und kinetischen Experimenten. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der chemischen Transformation sowie in den negativen Gesundheitseffekten von toxischen und allergenen Feinstaubkomponenten, wie Ruß, PAK und Proteine. ROIs sind vermutlich auch an der Zersetzung von Ozon auf mineralischem Staub und an der Bildung sowie am Wachstum von sekundären organischen Aerosolen beteiligt. Darüber hinaus bilden ROIs eine Verbindung zwischen atmosphärischen und biosphärischen Mehrphasenprozessen (chemische und biologische Alterung).rn Organische Verbindungen können als amorpher Feststoff oder in einem halbfesten Zustand vorliegen, der die Geschwindigkeit von heterogenen Reaktionenen und Mehrphasenprozessen in Aerosolen beeinflusst. Strömungsrohr-Experimente zeigen, dass die Ozonaufnahme und die oxidative Alterung von amorphen Proteinen durch Bulk-Diffusion kinetisch limitiert sind. Die reaktive Gasaufnahme zeigt eine deutliche Zunahme mit zunehmender Luftfeuchte, was durch eine Verringerung der Viskosität zu erklären ist, bedingt durch einen Phasenübergang der amorphen organischen Matrix von einem glasartigen zu einem halbfesten Zustand (feuchtigkeitsinduzierter Phasenübergang). Die chemische Lebensdauer reaktiver Verbindungen in organischen Partikeln kann von Sekunden bis zu Tagen ansteigen, da die Diffusionsrate in der halbfesten Phase bei niedriger Temperatur oder geringer Luftfeuchte um Größenordnungen absinken kann. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen wie halbfeste Phasen die Auswirkung organischeer Aerosole auf Luftqualität, Gesundheit und Klima beeinflussen können. rn
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Effects of soil freezing on nitrogen (N) mineralization have been the subject of increased attention in the ecological literature, though fewer studies have examined N mineralization responses to successive mild freezing, severe freezing and cyclic freeze–thaw events. Even less is known about relationships of responses to soil N status. This study measured soil N mineralization and nitrification in the field along an experimental N gradient in a grassland of northern China during the dormant season (October 2005–April 2006), a period in which freezing naturally occurs. Net N mineralization exhibited great temporal variability, with nitrification being the predominant N transformation process. Soil microbial biomass C and N and extractable NH4 + pools declined by 40, 52, and 56%, respectively, in April 2006, compared with their initial concentrations in October 2005; soil NO3– pools increased by 84%. Temporal patterns of N mineralization were correlated with soil microbial biomass C and N. N mineralization and nitrification increased linearly with added N. Microbial biomass C in treated soils increased by 10% relative to controls, whereas microbial N declined by 9%. Results further suggest that freezing events greatly alter soil N dynamics in the dormant season at this site, with considerable available N accumulating during this period.
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This work aimed to explore evaluated the effects of the increased of hydrostatic pressure on a defined bacterial community on aggregates formed from an axenic culture of marine diatoms by simulating sedimentation to the deep sea by increase of hydrostatic pressure up to 30 bar (equivalent to 3000 m water depth) against control at ambient surface pressure. Our hypothesis was that microbial colonization and community composition and thus microbial OM turnover is greatly affected by changes in hydrostatic pressure during sinking to the deep ocean.
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Selective laser sintering has been used to fabricate an aluminium alloy powder preform which is subsequently debound and infiltrated with a second aluminium alloy. This represents a new rapid manufacturing system for aluminium that can be used to fabricate large, intricate parts. The base powder is an alloy such as AA6061. The infiltrant is a binary or higher-order eutectic based on either Al-Cu or At-Si. To ensure that infiltration occurs without loss of dimensional precision, it is important that a rigid skeleton forms prior to infiltration. This can be achieved by the partial transformation of the aluminium to aluminium nitride. In order for this to occur throughout the component, magnesium powder must be added to the alumina support powder which surrounds the part in the furnace. The magnesium scavenges the oxygen and thereby creates a microclimate in which aluminium nitride can form. The replacement of the ionocovalent Al2O3 with the covalent AlN on the surface of the aluminium powders also facilitates wetting and thus spontaneous and complete infiltration. (C) 2004 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
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Substantial amounts of nitrogen (N) fertiliser are necessary for commercial sugarcane production because of the large biomass produced by sugarcane crops. Since this fertiliser is a substantial input cost and has implications if N is lost to the environment, there are pressing needs to optimise the supply of N to the crops' requirements. The complexity of the N cycle and the strong influence of climate, through its moderation of N transformation processes in the soil and its impact on N uptake by crops, make simulation-based approaches to this N management problem attractive. In this paper we describe the processes to be captured in modelling soil and plant N dynamics in sugarcane systems, and review the capability for modelling these processes. We then illustrate insights gained into improved management of N through simulation-based studies for the issues of crop residue management, irrigation management and greenhouse gas emissions. We conclude by identifying processes not currently represented in the models used for simulating N cycling in sugarcane production systems, and illustrate ways in which these can be partially overcome in the short term. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.
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A fast, reproducible, and efficient transformation procedure employing Agrobacterium rhizogenes was developed for Phaseolus vulgaris L. wild accessions, landraces, and cultivars and for three other species belonging to the genus Phaseolus: R coccineus, P lunatus, and P acutifolius. Induced hairy roots are robust and grow quickly. The transformation frequency is between 75 and 90% based on the 35-S promoter-driven green fluorescent protein and beta-glucuronidase expression reporter constructs. When inoculated with Rhizobium tropici, transgenic roots induce normal determinate nodules that fix nitrogen as efficiently as inoculated standard roots. The A. rhizogenes-induced hairy root transformation in the genus Phaseolus sets the foundation for functional genomics programs focused on root physiology, root metabolism, and root-microbe interactions.
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The preparation and characterization of two new neutral ferric complexes with desolvation-induced discontinuous spin-state transformation above room temperature are reported. The compounds, Fe(Hthpy)(thpy).CH3OH.3H2O (1) and Fe(Hmthpy)(mthpy).2H2O (2), are low-spin (LS) at room temperature and below, whereas their nonsolvated forms are high-spin (HS), exhibiting zero-field splitting. In these complexes, Hthpy, Hmthpy, and thpy, mthpy are the deprotonated forms of pyridoxal thiosemicarbazone and pyridoxal methylthiosemicarbazone, respectively; each is an O,N,S-tridentate ligand. The molecular structures have been determined at 100(1) K using single-crystal X-ray diffraction techniques and resulted in a triclinic system (space group P1) and monoclinic unit cell (space group P21/c) for 1 and 2, respectively. Structures were refined to the final error indices, where RF = 0.0560 for 1 and RF = 0.0522 for 2. The chemical inequivalence of the ligands was clearly established, for the "extra" hydrogen atom on the monodeprotonated ligands (Hthpy, Hmthpy) was found to be bound to the nitrogen of the pyridine ring. The ligands are all of the thiol form; the doubly deprotonated chelates (thpy, mthpy) have C-S bond lengths slightly longer than those of the singly deprotonated forms. There is a three-dimensional network of hydrogen bonds in both compounds. The discontinuous spin-state transformation is accompanied with liberation of solvate molecules. This is evidenced also from DSC analysis. Heat capacity data for the LS and HS phases are tabulated at selected temperatures, the values of the enthalpy and entropy changes connected with the change of spin state were reckoned at DeltaH = 12.5 0.3 kJ mol-1 and DeltaS = 33.3 0.8 J mol-1 K-1, respectively, for 1 and DeltaH = 6.5 0.3 kJ mol-1 and DeltaS = 17.6 0.8 J mol-1 K-1, respectively, for 2
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In the Florida Everglades, tree islands are conspicuous heterogeneous elements in a complex wetland landscape. I investigated the effects of increased freshwater flow in southern Everglades seasonally flooded tree islands, and characterized biogeochemical interactions among tree islands and the marsh landscape matrix, specifically examining hydrologic flows of nitrogen (N), and landscape N sequestration capacity. I utilized ecological trajectories of key ecosystem variables to differentiate effects of increased sheetflow and hydroperiod. I utilized stable isotope analyses and nutrient content of tree island ecosystem components to test the hypothesis that key processes in tree island nitrogen cycling would favor ecosystem N sequestration. I combined estimates of tree island ecosystem N standing stocks and fluxes, soil and litter N transformation rates, and hydrologic inputs of N to quantify the net sequestration of N by a seasonally flooded tree island. ^ Results show that increased freshwater flow to seasonally flooded tree islands promoted ecosystem oligotrophy, whereas reduced flows allowed some plant species to cycle P less efficiently. As oligotrophy is a defining parameter of Everglades wetlands, and likely promotes belowground production and peat development, reintroducing freshwater flow from an upstream canal had a favorable effect on ecosystem dynamics of tree islands in the study area. Important factors influencing the stable isotopic composition of nitrogen and carbon were: (1) a contribution to soil N by soil invertebrates, animal excrement, and microbes, (2) a possible NO3 source from an upstream canal and an "open" ecosystem N cycle, and (3) greater availability of phosphorus in tree islands relative to the marsh landscape, suggesting that tree island N cycling favors N sequestration. Hydrologic sources of N were dominated by surface water loads of NO3- and NH 4+, and an important soil N transformation promoting the net loss of surface water DIN was nitrate immobilization associated with soils and surficial leaf litter. The net inorganic N sequestration capacity of a seasonally flooded tree island was 50 g yr-1 m -2. Thus, tree islands likely have an important function in landscape sequestration of inorganic N, and may reduce significant anthropogenic N loads to downstream coastal systems. ^
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In the Florida Everglades, tree islands are conspicuous heterogeneous elements in the herbaceous wetland landscape. We characterized the biogeochemical role of a seasonally flooded tree island during wet season inundation, specifically examining hydrologically mediated flows of nitrogen (N) and N retention by the tree island. We estimated ecosystem N standing stocks and fluxes, soil and litter N transformation rates, and hydrologic fluxes of N to quantify the net ecosystem N mass flux. Results showed that hydrologic sources of N were dominated by surface water loads of nitrate (NO3) and ammonium (NH4). Nitrate immobilization by soils and surficial leaf litter was an important sink for surface water dissolved inorganic N (DIN). We estimated that the net annual DIN retention by a seasonally flooded tree island was 20.5 ± 5.0 g m−2 during wet season inundation. Based on the estimated tree island surface water DIN loading rate, a seasonally flooded tree island retained 76% of imported DIN. As such, seasonally flooded tree islands have the potential to retain 55% of DIN entering the marsh landscape via upstream canal overland flow in the wet season. By increasing reactive surface area and DOC availability, we suggest that tree islands promote convergence of elements that enhance DIN retention. Tree islands of this region are thus important components of landscape-scale restoration efforts that seek to reduce sources of anthropogenic DIN to downstream estuaries.
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Soil N availability is constrained by the breakdown of N-containing polymers such as proteins to oligopeptides and amino acids that can be taken up by plants and microorganisms. Excess N is released from microbial cells as ammonium (N mineralization), which in turn can serve as substrate for nitrification. According to stoichiometric theory, N mineralization and nitrification are expected to increase in relation to protein depolymerization with decreasing N limitation, and thus from higher to lower latitudes and from topsoils to subsoils. To test these hypotheses, we compared gross rates of protein depolymerization, N mineralization and nitrification (determined using N-15 pool dilution assays) in organic topsoil, mineral topsoil, and mineral subsoil of seven ecosystems along a latitudinal transect in western Siberia, from tundra (67 degrees N) to steppe (54 degrees N). The investigated ecosystems differed strongly in N transformation rates, with highest protein depolymerization and N mineralization rates in middle and southern taiga. All N transformation rates decreased with soil depth following the decrease in organic matter content. Related to protein depolymerization, N mineralization and nitrification were significantly higher in mineral than in organic horizons, supporting a decrease in microbial N limitation with depth. In contrast, we did not find indications for a decrease in microbial N limitation from arctic to temperate ecosystems along the transect. Our findings thus challenge the perception of ubiquitous N limitation at high latitudes, but suggest a transition from N to C limitation of microorganisms with soil depth, even in high-latitude systems such as tundra and boreal forest.
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Mestrado Vinifera Euromaster - Instituto Superior de Agronomia - UL
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Primary intraosseous carcinoma of the jaws (PIOSCC) might arise from odontogenic epithelium, more commonly from a previous odontogenic cyst. The aim of this case is to illustrate that the clinician should consider that an apparent benign dentigerous cyst can suffer malignant transformation and that all material removed from a patient must be evaluated histologically. A 44-year-old man presented in a routine periapical X-ray an impacted lower left third molar with radiolucency over its crown. Ten years later, the patient complained of pain in the same region and the tooth was extracted. After one month, the patient still complained of pain and suffered a fracture of the mandible. A biopsy was performed and carcinoma was diagnosed. The patient was treated surgically with adjuvant radio- and chemotherapy and after 8 years, he is well without signs of recurrences. This report describes a central mandibular carcinoma probably developed from a previous dentigerous cyst.