Contaminação por metais pesados em peixes e água da bacia do rio Cassiporé, Estado do Amapá, Brasil

A participação dos metais pesados nas reações químicas do metabolismo dos peixes tornou esses elementos um dos principais focos nos estudos de contaminação. O objetivo deste estudo foi determinar as concentrações dos metais Cd, Cr, Cu, Pb, Zn e Hg no tecido muscular de peixes da bacia do rio Cassiporé (Estado do Amapá) e ambiente, visando avaliar os riscos de contaminação. As concentrações de Cd em Plagioscion squamosissimus (1,061 µg g-1) e Pb em Poptella compressa (4,280 µg g-1) apresentaram valores que ultrapassam os limites estabelecidos pela legislação brasileira. As concentrações de Cr em P. compressa (0,937 ± 0,5 µg g-1), Pimelodella cristata (0,463 ± 0,03 µg g-1) e Cyphocharax gouldingi (0,364 ± 0,12 µg g-1), bem como de Hg em P. squamosissimus (0,670 µg g-1), Pseudoplatystoma fasciatum (0,630 µg g-1), Hoplias malabaricus (0,570 µg g-1 e Serrasalmus rhombeus (0,548 µg g-1) foram acima do limite legal. A coluna d'água apresentou altas concentrações de metais pesados em todos os pontos analisados, mostrando uma contaminação dessa bacia. Portanto, essas elevadas concentrações de metais pesados no ambiente e tecido muscular dos peixes indicam um elevado grau de contaminação na bacia do rio Cassiporé e risco a saúde do homem.

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.

Reflow soldering in an oxidant atmosphere

Dissertação de mestrado integrado em Materials Engineering

Micronutrientes antioxidantes e risco cardiovascular em pacientes com diabetes: uma revisão sistemática

FUNDAMENTO: Associações inversas entre a ingestão de micronutrientes e desfechos cardiovasculares foram demonstradas previamente na população geral. OBJETIVO: Revisar sistematicamente o papel de micronutrientes no desenvolvimento/presença de desfechos cardiovasculares em pacientes com diabetes. MÉTODOS: Foi realizada uma busca nas bases de dados Medline, Embase e Scopus (Janeiro/1949-Março/2012) por estudos observacionais que avaliaram micronutrientes antioxidantes e desfechos cardiovasculares em pacientes com diabetes e, em seguida, os dados foram selecionados e extraídos (dois revisores independentes). RESULTADOS: Dos 15658 estudos identificados, cinco foram incluídos, sendo três de caso-controle e dois de coorte, com um acompanhamento de 7-15 anos. Uma metanálise não foi realizada devido aos diferentes micronutrientes antioxidantes (tipos e métodos de medição) e os desfechos avaliados. Os micronutrientes avaliados foram: vitamina C (dieta e/ou suplementação), cromo e selênio em amostras de unha, e α-tocoferol e zinco no soro. A ingestão de > 300 mg de vitamina C a partir de uplementos esteve associada a um risco aumentado de doença cardiovascular, doença arterial coronariana (DAC) e acidente vascular cerebral (RR 1,69-2,37). Altos níveis de α-tocoferol no soro foram associados a um risco 30% inferior de DAC em outro estudo (RR 0,71, IC 95% 0,53-0,94). Entre os minerais (zinco, selênio e cromo), foi observada uma associação inversa entre o zinco e a DAC: níveis inferiores a 14,1 μmol/L foram associados a um risco aumentado para DAC (RR 1,70, IC 95% 1,21-2,38). CONCLUSÃO: A informação disponível sobre essa questão é escassa. Estudos prospectivos adicionais são necessários para elucidar o papel desses nutrientes no risco cardiovascular de pacientes com diabetes.

Preparació d'òxids mesoporosos mitjançant nanocasting

S’ha sintetitzat pel mètode de nanocasting pols nanomètrica d’In2O3, NiO i Co3O4 utilitzant diferents mesoestructures de sílice (SBA-16, SBA-15 i KIT-6) com a motlle rígid. Les rèpliques obtingudes s’han caracteritzat amb les tècniques de difracció de raigs X, microscòpia electrònica de rastreig, microscòpia electrònica de transmissió d’alta resolució i BET. L’òxid d’indi, l’òxid de níquel i l’òxid de cobalt obtinguts a partir de la sílice SBA-15 i KIT-6 conserven perfectament l’estructura mesopòrica del motlle, amb valors del diàmetre de porus al voltant dels 7-8 nm. Les rèpliques del motlle SBA-15 estan formades per nanofilaments llargs, mentre que les rèpliques de KIT-6 presenten una estructura hexagonal. A partir del motlle de tipus gàbia (SBA-16), si bé el Co3O4 obtingut és mesopòric, en els altres dos casos (In2O3 i NiO) no s’ha observat ordenament. Per a les rèpliques In2O3 KIT-6 i NiO SBA-15, la caracterització mitjançant BET ha permès corroborar el caràcter mesoestructurat de les mostres.

Fabricació i caracterització de nanoestructures de carboni

En aquest treball s’han sintetitzat nanoestructures de carboni per mòlta mecànica d’alta energia (HEBM) a partir de pols de grafit. La caracterització s’ha realitzat per microscòpia electrònica de transmissió d’alta resolució i difracció de raigs X. S’han obtingut nanoestructures corbades de carboni (highly curved carbon nanoestructures), nanoarcs de carboni (nanoarches o halfnanotubes) i cintes de carboni (ribbons). Al modificar la composició de la mòlta de grafit barrejant-hi pols de ferro, cobalt, níquel o ferrocene; s’ha observat que aquests compostos no es troben dins les nanoestructures de carboni formades. Concretament, el ferro forma uns agregats, en canvi el cobalt, el níquel i el ferrocene formen nanopartícules. Combinant la HEBM amb un posterior tractament tèrmic s’han obtingut la mateixa quantitat i tipus de nanoestructures, sense observar la formació de noves nanoestructures (nanotubs de carboni) o la modificació de les ja obtingudes durant la mòlta mecànica. Futurs treballs amb mòlta mecànica i tractament tèrmic es podrien centrar en l’optimització del tractament tèrmic per poder aconseguir la síntesis de nanotubs de carboni.

Screening of highly modular sugar-based ligand libraries in the enantioselective C-C coupling reactions

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of Nottingham, Gran Bretanya, entre març i abril del 2007. Aquest treball s’ha centrat en l’aplicació de compostos derivats de la D-(+)-glucosa, de la D-(+)-fructosa i la D-galactosa com a lligands de catalitzadors homogenis quirals en dos reaccions asimètriques: addició 1,2 a aldehids catalitzada per níquel i addició 1,4 conjugada catalitzada per coure.(veure figura adjunta al final del document). En primer lloc, s’ha estudiat l’aplicació dels compostos L1-L6 a les reaccions d’addició 1,2 a aldehids catalitzades per níquel. S’ha observat que la selectivitat del procés depèn principalment del grup funcional unit a l’esquelet del lligand, de les propietats estèriques del substituent en la funció oxazolina i de l’estructura del substrat. S’ha obtingut fins a un 59% d’excés enantiomèric utilitzant el precursor de catalitzador que conté el lligand L3a. En segon lloc, aquest treball descriu l’aplicació de les tres famílies de compostos (L1-L11) com a lligands en la reacció d’addició 1,4 catalitzada per coure de compostos organometàl•lics a diferents enones amb diferents propietats estèriques. L’ús de les llibreries de compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) i fosfit-fosforamidit (L6) han proporcionat bones enantioselectivitats (fins a 80%) en l’addició de reactius de trialquilalumini a diferents enones. En canvi, la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) ha mostrat bones activitats però enantioselectivitats fins a 57%.

Determinació de la deposició atmosfèrica de metalls pesants a les Muntanyes de Prades (Tarragona) a partir dels bioindicadors Xanthoria parietina i Hypnum cupressiforme

En aquest estudi s’ha determinat la deposició atmosfèrica de metalls pesants a partir dels bioindicadors Xanthoria parietina (liquen) i Hypnum cupressiforme (molsa), en 16 punts de mostreig repartits per la zona on s’ubicarà el futur parc natural de les Muntanyes de Prades (Tarragona). A partir de la comparació de les concentracions obtingudes en aquest treball amb les d’altres estudis de plantejament equiparable, es va comprovar que la majoria de valors de concentració dels metalls eren similars als d’altres zones geogràfiques estudiades, a excepció del crom i el níquel, que presentaven valors clarament més elevats. A partir de proves estadístiques (ANOVA, regressions múltiples) es va determinar que existien diferències significatives entre les concentracions de metalls dels diferents punts de mostreig. També es van detectar correlacions significatives entre les concentracions dels punts de mostreig i la distància d’aquests respecte els focus potencials de contaminació que s’havien considerat prèviament. Amb les dades obtingudes a partir un petit anàlisi de la riquesa liquènica dels punts de mostreig, es va disposar d’informació extra per poder avaluar les fonts i el patró de distribució d’aquests contaminants.

L'anoditzat d'alumini com a eina per a la fabricació de nanomaterials 1D

El projecte se centra en la fabricació de nanomaterials 1D mitjançant una estratègia sintètica, basada en la combinació de metodologies top-down i bottom-up: la deposició de materials diversos a l’interior de l’estructura porosa de l’alúmina anòdica. En una primera etapa del treball, es desenvolupa el procés de fabricació de les membranes poroses, conegut com anoditzat de l’alumini. S’analitzen diversos aspectes del procés per tal d’optimitzar-lo i aconseguir la fabricació de capes poroses d’elevada qualitat de manera controlada, reproduïble i utilitzant un alumini de baixa puresa. Posteriorment, s’avalua la versatilitat de les membranes com a plantilla per a l’obtenció de nanomaterials amb geometria 1D (nanofils i nanotubs) mitjançant tècniques diverses. D’una banda es fabriquen nanofils de níquel magnètics mitjançant tècniques electroquímiques de deposició, amb la novetat que la formació del dipòsit té lloc directament a través del sistema alumini – alúmina. D’altra banda, s’obtenen nanotubs d’òxid de ferro magnètic (Fe3O4) mitjançant la tècnica de deposició per capes atòmiques. Les dues tècniques permeten un alt control de tots els paràmetres estructurals. Finalment, s’inclou un estudi sobre la preparació de membranes poroses d’alúmina anòdica avançades. La principal característica d’aquestes membranes és la modulació a voluntat del diàmetre de porus, resultant en pseudo-nanoestructures 1D.

Estudi de l'estabilitat tèrmica de l'espinel·la NiCo2O4 mesoporosa

Els materials mesoporos (amb una mida controlada de porus entre els 2 i 50 nm) tenen com a tret diferencial la seva gran superfície específica, la qual els fa aptes per a aplicacions molt diverses. L’espinel·la de NiCo2O4 és aplicable com a sensor de gasos, com a catalitzador de les reaccions d’evolució i reducció d’oxigen o com a elèctrode en electrosíntesi inorgànica i orgànica. Hom preveu que l’obtenció de NiCo2O4 mesoporós podria ampliar el ventall d’aplicacions d’aquest material o millorar les prestacions de les ja existents. L’objectiu del projecte és el de determinar el rang de temperatures d’ús dels dispositius que incorporin l’espinel·la de NiCo2O4 mesoporosa. Per tal d’analitzar l’estabilitat tèrmica d’aquest material, es realitza un procés de síntesi complet de mostres d’aquestes característiques. S’inicia un procés d’obtenció de nanomotlles de sílice amb mesoestructura SBA-15 i KIT-6 pel mètode de soft-templating. Aquests templates es validen per TEM i EDX i són els emprats per a la síntesi de mostres de NiCo2O4 per hard-templating. Un cop sintetitzades les mostres de NiCo2O4 SBA-15 i KIT-6, es procedeix a validar la qualitat de la seva mesoestructura per TEM, i la seva composició química per EDX i de fases per XRD. Aquestes dues mostres as-prepared passen a ser sotmeses a un seguit de tractaments tèrmics a temperatures de 400ºC, 450ºC, 500ºC, 550ºC i 600ºC. Això permetrà observar per TEM el col·lapse de la mesoestructura i per XRD serà possible detectar i quantificar la segregació de NiO que podria malmetre les propietats del material en qualsevol de les seves aplicacions. Segons l’aparició d’aquests dos efectes negatius, es determinarà una temperatura crítica de funcionalitat del NiCo2O4 mesoporós. També es farà una anàlisi termogravimètrica dels precursors emprats per a la síntesi del NiCo2O4 confinats en templates de sílice: nitrat de cobalt i nitrat de níquel per separat, i una mescla d’ambdós amb proporcions 0,5:1 Ni(II):Co(II). Es podrà observar en quines temperatures tenen lloc el processos físicoquímics patits per aquests precursors, quan té lloc la formació dels òxids pertinents i com afecta la presència dels nanomotlles a cada un d’ells. Finalment, aquest projecte també incideix en l’estudi de la reproductibilitat per hard-templating de l’espinel·la de FeCo2O4, un material força desconegut en format mesoporós. I la caracterització de les mostres as-prepared per TEM, EDX i XRD.

Prevención, seguimiento y evaluación de la descontaminación de percloroetileno en suelo y aguas subterráneas en un terreno industrial

La contaminación de suelos y aguas subterráneas es uno de los problemas ambientales más extendidos en gran parte de los terrenos industriales de Cataluña. En este proyecto se ha analizado el proceso de gestión de la contaminación: caracterización, remediación y seguimiento de la descontaminación en suelos y aguas subterráneas por un caso de afección por organoclorados (percloroetileno) y otros contaminantes (hidrocarburos, selenio y cromo) en un emplazamiento industrial situado en una zona agroforestal (superficie de 81.462 m2). A partir de la implantación en la empresa del sistema de gestión ISO 14.001 en 1.996, se abrieron diferentes proyectos de gestión para los posibles contaminantes. Por las mismas fechas, también se detectó una afección por selenio en aguas subterráneas, ajena a la empresa de estudio. Por el momento, el único contaminante que ha requerido de un proceso de descontaminación ha sido el percloroetileno. En suelos se emplea el método “soil vapor extraction” y en aguas subterráneas el método “airstripping”. Finalmente, se ha llevado a cabo una comparación de los costes reales derivados del proceso de descontaminación del percloroetileno en contra de los costes que se hubiesen derivado la implantación de medidas de prevención de la contaminación. El resultado de la valoración indica que la descontaminación de éste compuesto requiere de una inversión económica importante, unas 10 veces más elevada que los costes derivados de las medidas de prevención.

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.

Alterações químicas do solo e crescimento do milho decorrentes da adição de lodos de curtume

O presente trabalho foi elaborado com o objetivo de avaliar as alterações químicas e o crescimento de plantas de milho em um Planossolo Hidromórfico após a aplicação de resíduos de curtume. Foram utilizados o lodo proveniente do decantador primário (lodo com cromo), nas doses correspondentes à aplicação de 250 e 500mgkg-1 de Cr (13,8 e 27,6Mgha-1, respectivamente), e o efluente do caleiro (lodo do caleiro), nas doses de 10,25 e 20,50Mgha-1. O experimento foi realizado em vasos mantidos em casa de vegetação durante 108dias. A aplicação máxima de lodo do caleiro elevou o pH de 4,9 para 5,8 e os teores de Ca do solo de 0,5 para 3,2cmol c dm-3, resultando em rendimentos de milho equivalentes aos obtidos com adubação mineral mais calagem. A adição de lodo com cromo mais calcário elevou o teor de Ntotal do solo de 0,6 para 0,7gkg-1, resultando em rendimentos também semelhantes aos obtidos com o tratamento NPK+calcário. Os teores de Cr no solo permaneceram abaixo do limite máximo permitido (500mgkg-1).

Alterações de atributos químicos e biológicos de solo e rendimento de milho e soja pela utilização de resíduos de curtume e carbonífero

Resíduos gerados por curtumes e pela exploração de carvão mineral são produtos potencialmente poluentes em várias regiões do Brasil, principalmente nos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. O presente trabalho foi realizado no campo com o objetivo de avaliar o efeito da adição de resíduos de curtume e rejeito carbonífero sobre o solo e sobre as plantas cultivadas em um Argissolo Vermelho distrófico típico da Estação Experimental Agronômica da UFRGS, localizada no município de Eldorado do Sul (RS). O experimento foi realizado no ano agrícola de 1996/97, em parcelas de 70 m², cultivando-se soja (Glycine max L. Merrill) e milho (Zea mays L.). Tratamentos com a adição de 21,3 e 42,5 t ha-1 de lodo de curtume (LC) com adubação fosfatada e potássica na forma mineral foram comparados com o tratamento com adubação mineral completa (NPK) mais correção da acidez do solo e com a testemunha absoluta. Foram estudados também: (a) adição de resíduo carbonífero (106 t ha-1) mais adubação mineral; (b) resíduo carbonífero (106 t ha-1) mais lodo de curtume (21,3 t ha-1) com adubação fosfatada e potássica; (c) serragem cromada (29 t ha-1) mais adubação mineral (NPK), e (d) Cr mineral (125 kg ha-1) mais lodo de curtume (21,3 t ha-1) com adubação fosfatada e potássica. Foram avaliadas as alterações químicas e biológicas do solo, bem como os efeitos da aplicação dos resíduos sobre o rendimento e absorção de metais pelas plantas. A adição de LC aumentou o valor de pH e o teor de Ca trocável do solo. Não foram constatadas alterações nas concentrações dos metais Cu, Cd, Pb e Ni no solo, aumentando, entretanto, significativamente os teores de Cr. A atividade microbiana avaliada pela produção de CO2 foi estimulada pela adição dos resíduos, mas a população de bactérias, fungos e ctinomicetos não foi afetada. A adição de LC propiciou rendimentos de soja e milho semelhantes aos com adição de fertilizante nitrogenado. A adição de serragem cromada não alterou o rendimento das culturas, enquanto o rendimento de grãos de milho aumentou com a adição de resíduo carbonífero.

Atributos químicos e produção de milho em um latossolo vermelho eutroférrico tratado com lodo de esgoto

A utilização de lodo de esgoto como fertilizante orgânico ou condicionador do solo, tem-se tornado cada vez mais atraente, pelos altos custos e impactos ambientais relacionados com os demais métodos de disposição, pela presença de nutrientes vegetais e matéria orgânica no lodo e pela necessidade de redução de custos na agricultura. No entanto, em sua composição, pode conter metais pesados, microrganismos patogênicos e compostos orgânicos tóxicos. Visando estudar os efeitos da aplicação de lodo de esgoto em áreas agrícolas, foi realizado um experimento, com duração de dois anos agrícolas, para determinar alterações em propriedades químicas do solo, principalmente sobre os teores de P, Cu, Ni e Zn em um Latossolo Vermelho eutroférrico, de textura argilosa, cultivado com milho. O experimento consistiu na aplicação de lodo de esgoto em duas doses comparadas a uma testemunha com adubação química. Para análise de rotina das propriedades químicas e do teor de Ni do solo, foram coletadas amostras nas profundidades de 0-0,05; 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m após a colheita do milho no primeiro e no segundo ano. Foi feita, também, uma extração seqüencial de P em amostras da camada de 0-0,05 m, na seguinte ordem: CaCl2 (P biologicamente mais disponível); NaHCO3 (P disponível); NaOH (P ligado aos óxidos de Fe e Al); HCl (P ligado a Ca) e digestão nítrico-perclórica (P residual). A produção do milho foi maior nos tratamentos com aplicação do lodo. Os teores disponíveis de P no solo onde foi aplicado lodo foram semelhantes aos do tratamento sem lodo e com adubo químico. Entretanto, a aplicação do lodo aumentou as frações lábeis e moderadamente lábeis do P na camada superficial. Os dados indicaram, por outro lado, aumento dos teores de Cu, Ni e Zn no solo e de Zn na planta. Dessa forma, faz-se necessário constante monitoramento do solo onde o lodo de esgoto é aplicado para o controle adequado dos teores de metais.