Accessing Planktothrix species diversity and associated toxins using quantitative real-time PCR in natural waters

Tese de Doutoramento em Biologia apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 2015.

Remediação de solos contaminados com produtos farmacêuticos – oxidação / redução química

Actualmente, a poluição do ar, água e solo são problemáticas nas quais se têm centrado diversos estudos. Reduzir ou eliminar a concentração dos diversos poluentes presentes nestes meios é uma meta que se pretende atingir. Neste âmbito, têm sido desenvolvidos diversos estudos e trabalhos, utilizando diversas tecnologias, como químicas e biológicas, de forma a conseguir-se atingir este fim. Esta tese teve como principal objectivo estudar a remediação de solos contaminados com produtos farmacêuticos recorrendo à oxidação/redução química. Assim, começou por se estudar a remediação de água contaminada com ibuprofeno, uma vez, que a matriz líquida é mais fácil de estudar que o solo. Neste âmbito escolheram-se os seguintes reagentes para estudar a descontaminação da água: permanganato de potássio, reagente de Fenton e nanopartículas de ferro zero valente. Analisando os resultados obtidos nestas análises, verificou-se que o permanganato de potássio não foi capaz de reduzir a concentração de ibuprofeno presente na água. No entanto, o reagente de Fenton e as nanopartículas produzidas a partir do extracto da casca de castanha e do chá conseguirem reagir com o ibuprofeno, apresentando taxas de degradação de 90 % e 77 %, respectivamente, nas melhores condições experimentadas. Com os resultados obtidos, passou-se a analisar solos contaminados com o ibuprofeno, utilizando o reagente de Fenton e as nanopartículas produzidas a partir de um extracto de chá. Verificou-se que estes reagentes conseguiram reduzir a concentração de ibuprofeno presente no solo (areia) para valores residuais, obtendo-se taxas de degradação acima de 95 % após 5 dias de reacção. Conclui-se que, o objectivo principal desta tese foi cumprido pois foi reduzida, e quase eliminada, a concentração do ibuprofeno presente no solo, recorrendo à oxidação/redução química.

Responsabilidade ambiental no perímetro industrial da Monteiro, Ribas – Indústrias, S.A.

A presente dissertação tem como intuito aplicar o regime de Responsabilidade Ambiental no perímetro industrial da Monteiro, Ribas – Indústrias, S.A.. Para tal, averiguou-se que na ordem jurídica nacional, o regime de Responsabilidade Ambiental (RA) encontra-se consagrada na legislação nacional pelo Decreto-Lei nº 147/2008 de 29 de Julho (Diploma RA),e respetivas alterações, aplicando-se a danos ambientais ou ameaças iminentes de danos ambientais causados aos recursos naturais nomeadamente “espécies e habitats naturais protegidos”, “água” e “solo”. Também se verificou que este regime introduz obrigações específicas para os operadores abrangidos, designadamente é da responsabilidade do operador aplicar as medidas de prevenção e reparação dos danos, devendo ser reportados os acontecimentos à autoridade competente, Agência Portuguesa do Ambiente. Para cumprimento do requisito da garantia financeira e sendo a Monteiro, Ribas – Indústrias, S.A. enumerada no Anexo III do Decreto-Lei nº 147/2008 de 29 de Julho, optou-se pela constituição de um fundo próprio no valor de 50.000,00€. Com recurso à metodologia proposta pela Norma Espanhola UNE 150008:2008 - Análise e avaliação do Risco Ambiental, procedeu-se à formulação de vários cenários e quantificação de riscos para a Monteiro, Ribas – Indústrias, S.A. tendo-se apurado que os riscos estavam avaliados como baixo ou moderado. Por fim, conclui-se que em Portugal, embora exista um Decreto-Lei sobre Responsabilidade Ambiental, este tema ainda não está suficientemente desenvolvido pois não permite proceder a análise e avaliação do risco ambiental, tendo sido tomado assim como referência a metodologia aplicada na Norma Espanhola UNE 150008:2008.

Cromobacteriose em Ilhéus, Bahia: investigação epidemiológica clínica e laboratorial

Em abril/2004, um grupo de pessoas realizou passeio a um sítio em cidade no baixo sul da Bahia e em seguida três adolescentes de uma mesma família apresentaram septicemia grave com óbito de dois destes. Objetivando identificar o evento, o Serviço de Vigilância procedeu à investigação epidemiológica, clínica, laboratorial e ambiental, identificando a Chromobacterium violaceum em material biológico de um dos pacientes que evoluíram para óbito e na água e solo do local do passeio. Esta é o primeira descrição desta doença na Bahia.

Quantificação de metais pesados e de musks sintéticos em produtos alimentares

O presente trabalho surgiu com dois objectivos principais: avaliar o grau de contaminação, por metais pesados, em produtos hortícolas de duas zonas diferenciadas e avaliar as diferenças de concentrações de musks em diferentes amostras biológicas. Numa primeira fase, perante os resultados obtidos para os metais pesados nas duas zonas diferenciadas (Vila Nova de Mil Fontes e Carrasqueira) foi possível avaliar o risco de exposição das duas populações. Os produtos hortícolas utilizados no estudo do grau de contaminação foram: alfaces, couves, batatas e tomates. Numa tentativa de identificar uma possível fonte de contaminação foi analisado igualmente a água utilizada para rega e o solo que rodeava a cultura. O método usado na determinação foi a espectrometria de massa acoplada a plasma induzido (ICP-MS). Foram analisados os seguintes elementos: Manganês, Arsénio, Cádmio, Cobalto, Cobre, Chumbo, Estrôncio, Níquel, Crómio, Selénio e Zinco. Houve grandes variações das concentrações dos elementos entre as duas zonas em que os hortícolas, água e solo foram colhidos. Em todas as amostras, os elementos maioritários foram o zinco, o manganês e o estrôncio. Nas culturas, o chumbo era o elementos que apresentava concentrações mais baixas. Para a água utilizada nas regas, a zona da Carrasqueira apresenta concentrações muito baixas comparando com a zona de Vila Nova de Mil Fontes. Todos os valores encontrados nas culturas, na água e no solo se encontram abaixo dos valores máximos legislados. A análise de risco, revela situações de alerta, para um individuo da Carraqueira e quatro individuos de Vila Nova de Mil Fontes, uma vez que para o arsénio a dose diária tolerável segundo a EFSA é de 0,30 μg/kg/dia e os valores encontrados foram 0,30; 0,33; 0,61; 0,42 e 0,34 μg/kg/dia, respectivamente. A determinação de musks em amostras biológicas, como ostras e mexilhões, salmão (músculo, fígado e gónadas) e enguias de vidro, por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC/MS) recorrendo ao metódo de QuEChERS revelou que o galaxolide e o tonalide foram os analitos maioritários em todas as amostras. De entre as amostras de ostras e mexilhões, as colhidas na ria de aveiro apresentam concentrações muito superiores para o galaxolide e o tonalide, 13,4 e 2,1 ng/g respectivamente, que as outras analisadas. Nas análises de salmão foram tidas em conta duas zonas diferenciadas, Nivelle e Bidassoa. Perante os resultados, a zona de bidassoa apresentou menor contaminação de musks nas amostras recolhidas. Por último as análises às enguias de vidro dopadas permitiu traçar a cinética de acumulação de galaxolide e tonalide por parte do organismo e por outro lado identificar o galaxolidone, metabolito resultante do galaxolide.

Indicadores de desempenho ambiental do sector eléctrico em Portugal

O sector da energia, e em particular, da energia eléctrica representa um papel na sociedade que dificilmente se equipara a qualquer outro. O crescimento populacional e o aumento da procura energética em prol da evolução tecnológica levaram à expansão dos sistemas de fornecimento de energia eléctrica, com graves consequências ambientais. A presente dissertação tem como principal objectivo a análise do desempenho ambiental do Sector Eléctrico em Portugal. Neste trabalho foram comparadas as seis principais tecnologias (carvão, gás natural, gasóleo, hídrica, eólica e fotovoltaica) que constituem o mix de produção nacional segundo uma abordagem de análise de ciclo de vida e foram avaliados os impactes ambientais segundo os seis indicadores do método Ecoblok (extracção de água (WA), extracção de recursos (RE), uso do solo (LU), emissão de gases com efeito de estufa (GHG), poluição do ar (PA) e poluição da água e solo (PWL)). Os resultados obtidos foram divididos segundo a produção de uma unidade funcional (kWh, MWh ou GWh) e segundo uma perspectiva nacional. Em termos globais e como era esperado, a tecnologia térmica-carvão revelou os maiores impactes na maioria dos indicadores, nomeadamente nos indicadores RE, WA, GHG e PWL. No indicador WA, o consumo de água da componente térmica deve-se ao arrefecimento dos grupos de geradores da central, enquanto que na componente hídrica é referente à evaporação que foi considerada como consumo. Dada a área que ocupam, os aproveitamentos hidroeléctricos registaram impactes muito significativos ao nível do indicador LU, nomeadamente a barragem do Alqueva. Surpreendentemente, na emissão de poluentes para o ar, foi concluído que a energia eólica, devido às emissões nos processos de produção e processamento metalúrgico dos vários materiais, regista os valores mais elevados. Os resultados obtidos revelam a utilidade e importância de uma abordagem de ciclo de vida na análise a sistemas energéticos.

Monitorização de mosaicos in situ da Villa Romana do Rabaçal

De modo a implementar as recomendações do ICCM (1986) no sentido de preservar os mosaicos no seu contexto arqueológico, a equipa que desde 1984 tem vindo a estudar a Villa romana do Rabaçal tem efectuado esforços no sentido de adquirir conhecimentos que permitam seleccionar medidas para a sua preservação e conservação in situ. De modo a avaliar as condições atmosféricas a que os mosaicos estão sujeitos e projectar uma possível cobertura, enquadrada no Plano de Salvaguarda 2007-2009 proposto, foi instalada uma estação meteorológica, na qual se regista os valores atmosféricos de temperatura, humidade, pressão, direcção e velocidade do vento, precipitação, e humidade no solo (em contexto não arqueológico). Foram ainda instalados sensores de temperatura e humidade no solo, o mais próximo possível dos mosaicos, aproveitando as lacunas dispersas. Foram estudadas algumas características do solo local, tendo sido analisadas a granulometria, composição mineralógica, quantidade de matéria orgânica e taxa de infiltração da água no solo. De modo a inventariar locais com aptidão para a exploração de tesselas calcárias, com cores idênticas às que estão aplicadas nos mosaicos, a utilizar em futuros trabalhos de conservação e restauro, foi efectuada uma campanha de prospecção geológica na região, verificando-se a existência de matéria-prima semelhante em antigas pedreiras e outros pontos de possível exploração em lugares que distam menos de 5km da villa romana do Rabaçal.

Inspecção de infraestruturas ferroviárias. Avaliação não destrutiva com o radar de prospecção.

As infraestruturas ferroviárias são cada vez mais, essenciais para o serviço de mobilidade de pessoas e bens em curtas e em longas distâncias. A notável evolução da indústria e da tecnologia impulsionou o desenvolvimento socioeconómico dos países e por sua vez, a densidade das redes de transporte. Com base nesta expansão as entidades gestoras dos caminhos-de-ferro têm como função oferecer cada vez melhores serviços de transporte e, por conseguinte, garantir um elevado nível de segurança e conforto aos passageiros conjugando-os, claro, com os recursos que dispõem. Hoje em dia, as noções de manutenção e conservação das vias férreas estão directamente ligadas com a segurança dos utilizadores. Daqui resulta que as inspeções das vias são cada vez mais importantes para o bom funcionamento das mesmas. Assim, o objectivo desta dissertação consiste em propor uma metodologia para uma melhor avaliação das infraestruturas ferroviárias em tempo real. Ou seja, o intuito será de diminuir o tempo de inspecção das vias férreas, com base na antecipada caracterização dos parâmetros eletromagnéticos dos materiais ferroviários, em especial, do balastro contaminado com solo. Pretendeu-se desenvolver ensaios em laboratório que simulem as várias hipóteses de contaminação do balastro que podem existir numa via tradicional, variando o nível de contaminação do balastro e o teor em água do solo. Posteriormente, através da medição em contínuo da camada de balastro, com o apoio do radar de prospecção, GPR, irão ser estudadas as constantes dieléctricas dos diferentes casos de estudo. A metodologia em estudo procura estabelecer uma relação entre os dados obtidos em laboratório, através do radar de prospecção, e a medição dos parâmetros geométricos de via numa via em serviço, analisando, principalmente, as zonas de deterioração. A utilização do GPR mostrou ser uma ferramenta eficiente para avaliação da condição da via, permitindo observar a evolução ao longo do tempo da contaminação do balastro.

Análise de ciclo de vida da tecnologia fotovoltaica em Portugal

É impensável viver nos dias de hoje sem energia eléctrica. Com o aumento das alterações climáticas, é fulcral substituir ou diminuir a dependência dos combustíveis fósseis, apostando em tecnologias de produção de energia mais limpas e amigas do ambiente. Neste seguimento, as energias renováveis surgem como uma boa alternativa a este problema. A tecnologia fotovoltaica aproveita a energia solar para a produção de electricidade, apresentando a vantagem de não produzir emissões durante a sua operação e ter um tipo de instalação distribuída, mas põe-se em causa o seu ciclo de vida. O principal objectivo desta dissertação é analisar o ciclo de vida da tecnologia fotovoltaica em Portugal, consistindo o objectivo secundário em comparar esta tecnologia com outras fontes de electroprodução, também em Portugal. Do ponto de vista ambiental, de maneira a ser possível identificar as fases críticas do ciclo de vida e comparar as tecnologias, foi utilizado o método Ecoblok, que fornece indicadores de desempenho. Após a análise, constatou-se que os principais impactes no ciclo de vida estão ligados à fase de produção da célula, montagem do painel e componentes do sistema (BOS). Os indicadores mais críticos são a extracção de recursos, emissão de gases de efeito de estufa e a poluição da água e do solo. Em relação à extracção de matérias-primas, o silício é abundante, mas requer elevadas quantidades de energia na sua transformação. Dentro dos tipos de tecnologia fotovoltaica, o silício monocristalino gera mais impactes ambientais comparado com o silício policristalino. Esta diferença está relacionada com o processo produtivo do silício monocristalino, um processo mais lento e com maior consumo de energia. Na comparação da tecnologia fotovoltaica com outras fontes de energia, verificou-se que a tecnologia de gás natural apresenta mais impactes gerados nos indicadores extracção de água, extracção de recursos e emissão de gases de efeito de estufa; já a tecnologia hídrica gera mais impactes no indicador uso do solo. Nos indicadores poluição da água e solo e poluição do ar, a tecnologia fotovoltaica apresenta o valor mais elevado de todas as tecnologias. A fonte de energia fotovoltaica apresenta a vantagem de ter uma produção mais estável e previsível durante o ano e de o seu horário de produção coincidir com as horas de maior consumo energético.

Características físicas de sedimentos e solos de dois lagos de várzea na Amazônia Central

O regime hidrológico de nível de água baixo e alto torna as várzeas suscetíveis a alterações ecológicas, tanto nos solos quanto nos lagos. No período de nível de água alto, as várzeas são “fertilizadas” pelo sedimento cm suspensão que é depositado, tomando essas áreas as mais férteis da Região Amazônica. O presente trabalho avalia as características de solos e de sedimentos de dois lagos de várzea (Passarinho e Gravetão, situados próximo a Manaus) no que tange às propriedades físicas como a textura c curvas de retenção de água. Os resultados revelam que os solos e os sedimentos têm alta capacidade de reter a água, c consequentemente de água disponível, com valores máximos da ordem de 45 mm/10cm, considerando a água disponível entre os potenciais -10 e -1500 kPa. A fração silte da composição granulométrica foi, na maioria dos resultados, a mais expressiva, variou de 17 a 71%.

Culicidae (Diptera: Culicomorpha) da Amazônia Ocidental Brasileira: Querari

Foram coletados adultos e imaturos de Culicidae (Diptera: Culicomorpha) em Querari, Município de São Gabriel da Cachoeira, Estado do Amazonas. Brasil. Os adultos foram capturados utilizando armadilhas (CDC e Malaise) e com puçá (varredura). Os imaturos foram coletados em poças de água (no solo e em pedras) e nas axilas de bromélias epífitas e terrestres. Apresenta-se uma lista das espécies da família Culicidae, incluindo 42 novos registros de distribuição para a região. As espécies encontradas pertencem aos gêneros Ochlerotatus, Anopheles, Coquillettidia, Culex, Haemagogus, Johnbelkinia, Limatus, Psorophora, Sabethes, Trichoprosopon, Uranotaenia e Wyeomyia.

Estimativa do Índice de Área Foliar (IAF) e Biomassa em pastagem no estado de Rondônia, Brasil

Medidas mensais da altura da pastagem, biomassa total, variações de biomassa viva e morta, a área específica foliar (SLA) e o Índice de Área de Folha (IAF) de fevereiro de 1999 a janeiro de 2005 na Fazenda Nossa Senhora (FNS) e em Rolim de Moura (RDM) entre Fevereiro a Março de 1999, Rondônia, Brasil. A pastagem predominante é Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich) R. D. Webster (99% na FNS e 76% em RDM), com pequenas manchas de Urochloa humidicula (Rendle). A altura média anual da grama foi de ~0,16 m. Com o pastejo, o mínimo mensal foi de 0,09 m (estação seca) e máximo de 0,3 m sem pastejo (estação úmida). O IAF, biomassa total, material morto, vivo e SLA tiveram valores médios de 2,5 m² m-2 , 2202 kg ha-1, 2916 kg ha-1 e 19 m² kg-1 respectivamente. A média mensal da biomassa foi 4224 kg ha-1 em 2002 e 6667 kg ha-1 em 2003. Grande variação sazonal do material vivo e morto, sendo mais alto o vivo durante a estação úmida (3229 contra 2529 kg ha-1), sendo o morto maior durante a seca (2542 contra 1894 kg ha-1). O nível de água no solo variou de -3,1 a -6,5 m durante as estações. Em médias anuais os IAF foram de 1,4 em 2000 a 2,8 em 2003 e o SLA entre 16,3 m² kg-1 em 1999 e 20,4 m² kg-1 em 2001. As observações do Albedo variaram de 0,18 para 0,16 em relação aos altos valores de IAF.

Atributos químicos, físico-hídricos e mineralogia da fração argila em solos do Baixo Amazonas: Serra de Parintins

Estudos sobre os atributos dos solos amazônicos geram informações para compor um levantamento atual sobre suas condições frente às várias formas de alterações que estão sujeitos. O objetivo deste trabalho foi descrever e avaliar a evolução química, físico-hídrica, bem como a mineralogia de Latossolos no Baixo Amazonas como forma de entender as variações desses atributos em diferentes coberturas vegetais. Coletaram-se amostras deformadas e indeformadas para análises físicas, químicas, mineralógicas e hídricas, em dois pontos de uma topossequência na Serra de Parintins: platô e vertente, sendo três perfis de solo em cada posição. Os resultados obtidos demonstraram que a floresta predominante sobre os perfis do topo e vertente promove condições físicas e hídricas adequadas para uma boa agregação, maior intensidade de poros grandes, maior condutividade hidráulica saturada (Ko) e melhor retenção hídrica dos solos. Fato semelhante ocorrendo com as áreas de capoeira, apresentando boa permeabilidade, porosidade e retenção de água no solo. O acúmulo de carbono é maior dos perfis da vertente, decrescendo em profundidade, relacionando-se diretamente com Ko e com o sistema radicular. A análise mineralógica da fração argila indicou a caulinita como argilomineral predominante, seguido pelos minerais gibbsita, goethita, quartzo e anatásio, não havendo variações ao longo da paisagem. A Serra de Parintins possui um solo pobre em nutrientes, ácido, com textura média a muito argilosa com acúmulo de plintita nos horizontes subsuperficiais, evitando o fenômeno de terras caídas. Um gradiente elevado de umidade volumétrica é observado nos horizontes subsuperficiais, havendo mais água retida, quando comparado com horizontes superficiais.

Alterações na qualidade física de um latossolo amarelo sob pastagem

Indicadores de qualidade física do solo representam uma importante ferramenta no estudo das alterações que ocorrem no solo em função de ações de uso e manejo. Objetivou-se com este estudo utilizar o intervalo hídrico ótimo (IHO) e o índice-S (declividade da curva de retenção de água no solo no ponto de inflexão) para quantificar as alterações físicas do solo promovidas pelo sistema de pastagem, tendo como referência um solo sob mata. O estudo foi realizado em um Latossolo Amarelo distroférrico típico sob mata nativa e pastagem, onde foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas profundidades de 0-5 e 25-30 cm, utilizadas para determinação do carbono orgânico do solo e análises físicas. Os valores de índice-S, com exceção do solo sob mata (0-5 cm), estiveram abaixo do limite sugerido para separar solos com boa e pobre qualidade estrutural. O IHO foi fortemente reduzido no solo sob pastagem, chegando a atingir valor zero. O principal fator limitante para a disponibilidade de água foi a resistência à penetração, que exceto em mata (0-5 cm), atuou como limite inferior do IHO em todas as áreas e profundidades avaliadas. Os indicadores de qualidade física do solo, IHO e índice-S, apresentaram conformidade quanto à avaliação da qualidade física dos solos estudados e indicaram as alterações físicas promovidas no solo sob sistema de pastagem.