Impact of multi-metals (Cd, Pb and Zn) exposure on the physiology of the yeast Pichia kudriavzevii

Metal contamination of the environment is frequently associated to the presence of two or more metals. This work aimed to study the impact of a mixture of metals (Cd, Pb and Zn) on the physiology of the non-conventional yeast Pichia kudriavzevii. The incubation of yeast cells with 5 mg/l Cd, 10 mg/l Pb and 5 mg/l Zn, for 6 h, induced a loss of metabolic activity (assessed by FUN-1 staining) and proliferation capacity (evaluated by a clonogenic assay), with a small loss of membrane integrity (measured by trypan blue exclusion assay). The staining of yeast cells with calcofluor white revealed that no modification of chitin deposition pattern occurred during the exposure to metal mixture. Extending for 24 h, the exposure of yeast cells to metal mixture provoked a loss of membrane integrity, which was accompanied by the leakage of intracellular components. A marked loss of the metabolic activity and the loss of proliferation capacity were also observed. The analysis of the impact of a single metal has shown that, under the conditions studied, Pb was the metal responsible for the toxic effect observed in the metal mixture. Intracellular accumulation of Pb seems to be correlated with the metals' toxic effects observed.

Serum Zn Levels in Dysphagic Patients Who Underwent Endoscopic Gastrostomy for Long Term Enteral Nutrition

Background and aims: Dysphagic patients who underwent endoscopic gastrostomy (PEG) usually present protein-energy malnutrition, but little is known about micronutrient malnutrition. The aim of the present study was the evaluation of serum zinc in patients who underwent endoscopic gastrostomy and its relationship with serum proteins, whole blood zinc, and the nature of underlying disorder. Methods: From patients that underwent gastrostomy a blood sample was obtained minutes before the procedure. Serum and whole blood zinc was evaluated using Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Spectroscopy. Serum albumin and transferrin were evaluated. Patients were studied as a whole and divided into two groups: head and neck cancer (HNC) and neurological dysphagia (ND). Results: The study involved 32 patients (22 males), aged 43-88 years: HNC = 15, ND = 17. Most (30/32) had low serum zinc, 17/32 presented normal values of whole blood zinc. Only two, with traumatic brain injury, presented normal serum zinc. Serum zinc levels showed no differences between HNC and ND patients. There was no association between serum zinc and serum albumin or transferrin. There was no association between serum and whole blood zinc. Conclusions: Patients had low serum zinc when gastrostomy was performed, similar in HNC and ND, being related with prolonged fasting and unrelated with the underlying disease. Decrease serum zinc was unrelated with low serum proteins. Serum zinc was more sensitive than whole blood zinc for identifying reduced zinc intake. Teams taking care of PEG-patients should include zinc evaluation as part of the nutritional assessment, or include systematic dietary zinc supply.

Fitoremediação de águas residuais contaminadas com Zn ou Cu utilizando Arundo donax L.

A maioria dos países está demasiado dependente dos combustíveis fósseis para satisfazer as suas necessidades energéticas, em todos os seus principais sectores de actividade. A produção de culturas energéticas tem vindo a ser equacionada como uma alternativa muito promissora para substituir parcialmente esses recursos fósseis na produção de energia. De entre as diversas espécies, preferencialmente não alimentares, que podem ser cultivadas com o intuito de utilizar a sua biomassa para produzir energia, o Arundo donax apresenta-se como uma das mais promissoras, devido à sua elevada produtividade, resistência a baixos regimes hídricos, característicos dos países mediterrânicos nos meses de Verão, e a pragas. Para além do potencial de utilização como cultura energética, o Arundo donax também apresenta capacidade para remover metais pesados do substrato onde se encontra estabelecido, podendo ser utilizado para remover contaminantes do solo e das águas residuais. A utilização de águas residuais para irrigação de culturas energéticas, permite, não só, contrabalançar a escassez ou a sazonalidade da precipitação, mas também reduzir a necessidade de utilização de fertilizantes, combinando assim vantagens ambientais e económicas. Neste trabalho, foi avaliada a capacidade do Arundo donax na fitoremediação de águas residuais contendo zinco ou cobre, nomeadamente os efeitos na sua produtividade e qualidade da biomassa, bem como a capacidade de extrair aqueles metais da água residual afluente. Este ensaio foi realizado em vasos, em condições controladas, com diferentes regimes hídricos e com a duração de dois ciclos vegetativos. Os resultados obtidos permitem verificar que as concentrações de zinco e cobre testadas não afectam grandemente a produtividade nem a qualidade da biomassa produzida. Verificou-se uma maior acumulação de zinco nos rizomas e nas folhas e uma maior acumulação de cobre nas folhas e nas raízes. O sistema solo-planta consegue reter acima de 90% do zinco/cobre afluente, resultando na depuração da água residual. As percentagens de remoção pela planta podem ser superiores a 8% e 3% para zinco e para cobre, respectivamente. A rega de Arundo com águas residuais contaminadas com zinco ou cobre apresenta vantagens do ponto de vista ambiental, nomeadamente em termos de sequestro de carbono e na deplecção de recursos hídricos e minerais. Além disso a biomassa pode ser valorizada economicamente para produção de energia ou biomateriais.

Determinação dos elementos-traço (Zn, Co e Ni) em sedimentos da Plataforma Continental Amazônica sob influência da descarga do rio Amazonas

Esta pesquisa foi desenvolvida na Plataforma Continental Amazônica (PCA) no trecho compreendido entre os cabos Orange (AP) e Maguari (PA), para determinar os teores de Zn, Co e Ni nos sedimentos superficiais, identificando o papel dos sedimentos como fonte ou reserva de elementos-traço. A concentração dos elementos metálicos apresentou a seguinte associação: Zn > Ni > Co. Os sedimentos localizados na PCA podem ser considerados como sítio de ocorrência natural dos elementos metálicos, não havendo influência de fontes poluidoras na liberação destes para o sistema.

Estudo de metais pesados (Co, Cu, Fe, Cr, Ni, Mn, Pb e Zn) na Bacia do Tarumã-Açu Manaus (AM)

Os resíduos gerados em domicílios incluem diversos produtos, como pesticidas, produtos farmacêuticos, detergentes, óleos de cozinha, metais pesados contidos em baterias e outros utensílios. Esses resíduos são lançados continuamente em aterro sanitário ou lixões em cidades como Manaus. O chorume produzido nesses aterros, quando não tratados, contamina recursos hídricos superficiais e subterrâneos. Neste estudo foi feita uma avaliação das conseqüências da liberação do chorume no sistema hídrico da bacia do Tarumã-Açu. Amostras de água e sedimento foram coletadas nos igarapés Matrinxã, Acará, Bolívia, bacia do Tarumã-Açu e dentro do aterro sanitário (Manaus - Amazonas - Brasil) em março 2001. As amostras de água foram filtradas em filtro Milipore (0,45 mm de poro) e, em seguida, tratadas com HNO3 concentrado. As amostras de sedimento foram peneiradas em malha de 0,053 mm e digeridas com HCl:HNO3 (1:3) a 150ºC. As concentrações de alguns metais pesados (Co, Cu, Fe, Cr, Ni, Mn, Pb e Zn) foram determinadas nas amostras de água e sedimento por espectrometria de absorção atômica de chama. Os resultados revelaram que a concentração dos metais pesados é muito acima dos permitidos pela resolução 357/2005 do CONAMA em praticamente todos os locais amostrados, mostrando que o Aterro Sanitário é um dos principais responsáveis pelo impacto ambiental observado nos corpos hídricos estudados. As análises dos componentes principais (PCA) e hierárquica de cluster (HCA), revelam que os pontos de coleta localizados dentro do aterro sanitário apresentam características diferentes dos outros locais amostrados. Além disso, o HCA e PCA mostraram que existe uma similaridade entre os pontos de coleta localizados fora do aterro o que permite afirmar que o chorume do aterro se dissolve por todo corpo hídrico estudado.

Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline-lignosulfonate composite

Enzymatic polymerization of aniline was first performed in lignosulfonate (LGS) template system. High-redox-potential catalyst laccase, isolated from Aspergillus, was used as a biocatalyst in the synthesis of conducting polyaniline/lignosulfonate (PANI-ES-LGS) complex using atmospheric oxygen as the oxidizing agent. The linear templates (LGS), also serving as the dopants, could facilitate the directional alignment of the monomer and improve the solubility of the conducting polymer. The process of the polymerization was monitored using UV-Vis spectroscopy, by which the conditions for laccase-catalyzed synthesis of PANI-ES-LGS complex were also optimized. The structure characterizations and solubility of the complex were carried out using corresponding characterization techniques respectively. The PANI-ES-LGS suspensions obtained was used as coating for cotton with a conventional padder to explore the applications of the complex. The variable optoelectronic properties of the coated cotton were confirmed by cyclic voltammetry and color strength test. The molecular weight changes of LGS treated by laccase were also studied to discuss the mechanism of laccase catalyzed aniline polymerization in LGS template system.

Elaboration et caractérisation des nanocristaux de Zn F O enfouis 1-x x dans des diélectriques pour des applications en spin-électronique

Tese de Doutoramento em Ciências - Especialidade em Física

Vermiculite bio-barriers for Cu and Zn remediation: an eco-friendly approach for freshwater and sediments protection

The increase in heavy metal contamination in freshwater systems causes serious environmental problems in most industrialized countries, and the effort to find ecofriendly techniques for reducing water and sediment contamination is fundamental for environmental protection. Permeable barriers made of natural clays can be used as low-cost and eco-friendly materials for adsorbing heavy metals from water solution and thus reducing the sediment contamination. This study discusses the application of permeable barriers made of vermiculite clay for heavy metals remediation at the interface between water and sediments and investigates the possibility to increase their efficiency by loading the vermiculite surface with a microbial biofilm of Pseudomonas putida, which is well known to be a heavy metal accumulator. Some batch assays were performed to verify the uptake capacity of two systems and their adsorption kinetics, and the results indicated that the vermiculite bio-barrier system had a higher removal capacity than the vermiculite barrier (?34.4 and 22.8 % for Cu and Zn, respectively). Moreover, the presence of P. putida biofilm strongly contributed to fasten the kinetics of metals adsorption onto vermiculite sheets. In open-system conditions, the presence of a vermiculite barrier at the interface between water and sediment could reduce the sediment contamination up to 20 and 23 % for Cu and Zn, respectively, highlighting the efficiency of these eco-friendly materials for environmental applications. Nevertheless, the contribution of microbial biofilm in open-system setup should be optimized, and some important considerations about biofilm attachment in a continuous-flow system have been discussed.

Toxicity induced by a metal mixture (Cd, Pb and Zn) in the yeast Pichia kudriavzevii: The role of oxidative stress

The present work aims to contribute for the elucidation of the role of oxidative stress in the toxicity associated with the exposure of Pichia kudriavzevii to multi-metals (Cd, Pb and Zn). Cells of the non-conventional yeast P. kudriavzevii exposed for 6 h to the action of multi-metals accumulated intracellular reactive oxygen species (ROS), evaluated through the oxidation of the probe 2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate. A progressive loss of membrane integrity (monitored using propidium iodide) was observed in multi-metal-treated cells. The triggering of intracellular ROS accumulation preceded the loss of membrane integrity. These results suggest that the disruption of membrane integrity can be attributed to the oxidative stress. The exposure of yeast cells to single metal showed that, under the concentrations tested, Pb was the metal responsible for the induction of the oxidative stress. Yeast cells coexposed to an antioxidant (ascorbic acid) and multi-metals did not accumulate intracellular ROS, but loss proliferation capacity. Together, the data obtained indicated that intracellular ROS accumulation contributed to metal toxicity, namely for the disruption of membrane integrity of the yeast P. kudriavzevii. It was proposed that Pb toxicity (the metal responsible for the toxic symptoms under the conditions tested) result from the combination of an ionic mechanism and the intracellular ROS accumulation.

Efeitos da aplicação de P, B, Zn e calagem no teor de boro e zinco das folhas de mudas de Eucalyptus grandis (Hill, Ex-Maiden) cultivadas em solo de cerrado

Foi desenvolvido em casa de vegetação, na E. S.A."Luiz de Queiroz", em Piracicaba (SP), um experimento, utilizando-se Latossol Vermelho Amarelo, fase arenosa, originalmente sob vegetação de cerrado, do município de Itirapina (SP), cujo objetivo foi estudar os efeitos de níveis de fósforo (0, 16 e 32 ppm), boro (0, 2 e 4 ppm), zinco (0, 3 e 6 ppm) e calagem (0 e 6,0 g CaCO3 + 2,5 g MgCO3) por vaso no teor de micronutrientes de folhas de Eucalyptus grandis (Hill, Ex-Maiden). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado num esquema fatorial 3³ na presença e ausência de calagem. Cada parcela foi constituída de um vaso contendo 8,0 kg de terra e duas plantas. As adubações com boro e zinco aumentaram as concentrações desses micronutrientes nas folhas das plantas. Verificou-se acúmulo de boro nos tecidos das folhas, em níveis considerados tóxicos, quan do se adicionou ao solo 2 e 4 ppm de boro. A calagem diminuiu as concentrações de zinco das folhas das plantas.

Tolerância de cultivares de trigo (Triticum aestivum L.) ao alumínio e ao manganês: IV. influência do manganês e do grau de tolerância ao manganês sobre as concentrações de P, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn e Cu das partes aéreas e Ca, Fe e Mn das raízes

Este estudo foi feito com a finalidade de verificar a influência do Mn sobre as concentrações de P, Ca, Mg, Mn, Zn e Cu das partes aéreas e Ca, Fe e Mn das raízes, bem como detectar possíveis relações entre as concentrações dos elementos determinados em ambos os órgãos com o grau de tolerância ao Mn dos cultivares. Concluiu-se que o grau de tolerância ao Mn não está relacionado com as concentrações de P, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn e Cu das partes aéreas e Ca, Fe e Mn das raízes e que as concentrações dos elementos determinados em ambos os órgãos se comportam diferentemente em função das concentrações de Mn na solução.

Nutrição mineral de seringueira (Hevea spp). X. Quantidade de al no substrato afetando a concentração e o acúmulo de Fe, Mn e Zn

Com o propósito de comparar os efeitos de doses crescentes de Al sobre a concentração e acúmulo de Fe, Mn e Zn conduziu-se um experimento usando-se separadamente solução nutritiva usada por BOLLE-JONES e soluções de doses de Al que consistiram de 0, 5, 10, 15 20 e 25ppm, em que as plantas passaram vinte e quatro horas na solução nutritiva (sem Al) e vinte e quatro horas nas soluções de Al. Após noventa e cinco dias de tratamento as plantas foram coletadas e separadas em raiz, caule, folhas dos verticilos inferiores e folhas do último verticilo. Determinou-se as concentrações de Fe, Mn e Zn no material coletado. Observou-se que o Al estimula a concentração de Fe e Mn em todos os níveis de Al enquanto que o acúmulo desses micronutrientes é afetado a partir de 20ppm de Al na solução. A concentração de Zn na raiz e folhas do último verticilo é afetado a partir de 15ppm de Al na solução e o acúmulo deste nutriente é afetado a partir de 20ppm de Al na solução.

Nutrição mineral do cafeeiro III. Recrutamento de B, Cu, Fe, Mn e Zn pelo cafeeiro (Coffea arabica L. cv. Catuai) com dois, três, quatro e cinco anos de idade; nas fases fenológicas de repouso, granação e maturação vegetando em um latossolo vermelho amarelo, fase cerrado

Em uma plantação de cafeeiros (Coffea arabica cv. Catuai) com dois, três, quatro e cinco anos de idade no campo, situada em Latossolo Vermelho Amarelo, fase cerrado no município de Salto, SP, determinou-se o recrutamento de micronutrientes no caule, ramos, folhas e frutos, durante as fases fenológicas de repouso, granaçao e maturação. Concluiu-se que: A maior acumulação de cobre, manganês e zinco ocorre nos meses de julho, janeiro e junho em cafeeiros com cinco anos de idade. A acumulação de boro e ferro varia em função das épocas. Em janeiro e junho o acúmulo de ferro nao mostrou diferenças entre as idades. O cafeeiro aos cinco anos de campo exporta através da colheita, em função do conteúdo total da planta 30% de B, 46% de Cu, 26% de Fe, 14% de Mn e 25% de Zn.

Cleusonite, (Pb,Sr)(U4+,U6+)(Fe2+ Zn)2(Ti,Fe2+ Fe3+)18(O,OH)38, a new mineral species of the crichtonite group from the western Swiss Alps

Cleusonite, (Pb,Sr)(U4+,U6+) (Fe2+,Zn)(2) (Ti,Fe2+,Fe3+)(18) (O,OH)(38), is a new member of the crichtonite group. It was found at two occurrences in greenschist facies metamorphosed gneissic series of the Mont Fort and Siviez-Mischabel Nappes in Valais, Switzerland (Cleuson and Bella Tolla summit), and named after the type locality. It occurs as black opaque cm-sized tabular crystals with a bright sub-metallic lustre. The crystals consist of multiple rhombohedra and hexagonal prisms that are generally twinned. Measured density is 4.74(4) g/cm(3) and can be corrected to 4.93(12) g/cm(3) for macroscopic swelling due to radiation damage; the calculated density varies from 5.02(6) (untreated) to 5.27(5) (heat-treated crystals); the difference is related to the cell swelling due to the metamictisation. The empirical formula for cleusonite from Cleuson is (Pb0.89Sr0.12)(Sigma=1.01) (U0.79+4U0.30+6)(Sigma=1.09) (Fe1.91+2Zn0.09)(Sigma=2.00) (Ti11.80Fe3.44+2Fe2.33+3V0.19+5Mn0.08Al0.07)(Sigma=17.90) [O-35.37(OH)(2.63)](Sigma=38). Cations were measured by electron microprobe, the presence of structural (OH) was confirmed by infrared spectroscopy and the U6+/U4+ and Fe2+/Fe3+ ratios were determined by X-ray photoelectron spectroscopy. Cleusonite is partly metamict, and untreated crystals only show three major X-ray diffraction peaks. Because of this radiation-damaged state, the mineral appears optically isotropic and shows a light-grey to white colour in reflected polarized light. Cleusonite is trigonal, space group R $(3) over bar $, and unit-cell parameters are varying from a = 10.576(3), c = 21.325(5) angstrom (untreated crystal) to a = 10.4188(6), c = 20.942(1) angstrom (800 degrees C treatment) and to a = 10.385(2), c = 20.900(7) angstrom (1000 degrees C treatment). The three cells give a common axial ratio 2.01 (1), which is identical to the measured morphological one 2.04(6). ne name cleusonite also applies to the previously described ``uranium-rich senaite'' from Alinci (Macedonia) and the ``plumbodavidite'' from Huanglongpu (China).