Integrated indicator framework and methodology for monitoring and assessment of hazardous substances and their effects in the marine environment

Many maritime countries in Europe have implemented marine environmental monitoring programmes which include the measurement of chemical contaminants and related biological effects. How best to integrate data obtained in these two types of monitoring into meaningful assessments has been the subject of recent efforts by the International Council for Exploration of the Sea (ICES) Expert Groups. Work within these groups has concentrated on defining a core set of chemical and biological endpoints that can be used across maritime areas, defining confounding factors, supporting parameters and protocols for measurement. The framework comprised markers for concentrations of, exposure to and effects from, contaminants. Most importantly, assessment criteria for biological effect measurements have been set and the framework suggests how these measurements can be used in an integrated manner alongside contaminant measurements in biota, sediments and potentially water. Output from this process resulted in OSPAR Commission (www.ospar.org) guidelines that were adopted in 2012 on a trial basis for a period of 3 years. The developed assessment framework can furthermore provide a suitable approach for the assessment of Good Environmental Status (GES) for Descriptor 8 of the European Union (EU) Marine Strategy Framework Directive (MSFD).

Produção e purificação de biogás utilizando microalga spirulina sp. LEB-18

O crescimento da população mundial e a tentativa de substituição parcial dos combustíveis fósseis por novas fontes de energia têm levado a uma maior atenção quanto à possível escassez de alimentos e a carência de grandes áreas disponíveis para agricultura. Microalgas, por meio do metabolismo fotossintético, utilizam energia solar e gás carbônico como nutrientes para o crescimento. A microalga Spirulina pode ser utilizada como suplemento alimentar, na biofixação de CO2, como fonte de biocombustíveis e no tratamento de efluentes. A digestão anaeróbia da biomassa microalgal produz biogás e os resíduos deste processo podem ser utilizados como substrato para novos cultivos da microalga. O objetivo deste trabalho foi estudar a conversão de Spirulina sp. LEB-18 em biogás em escala piloto e produzir biomassa microalgal utilizando os efluentes bicarbonato e dióxido de carbono do processo anaeróbio como fonte de nutrientes. Spirulina foi utilizada como substrato na digestão anaeróbia para produção de biogás em escala piloto sob temperaturas variáveis (12- 38 °C). Efluente do processo anaeróbio foi adicionado (20 %, v/v) como fonte de carbono no cultivo da microalga para avaliar o crescimento e a composição da biomassa. A seguir foi avaliada a capacidade da microalga de remover CO2 presente no biogás através de biofixação para obtenção do biocombustível purificado. O biogás produzido sob as diferentes temperaturas apresentou entre 72,2 e 74,4 % de CH4, quando realizado nas temperaturas 12 a 21 °C e 26 a 38 °C, respectivamente. A redução na temperatura do processo anaeróbio provocou um decréscimo na conversão de biomassa em biogás (0,30 para 0,22 g.g-1 ), ocorrendo dentro da faixa adequada e segura para as bactérias metanogênicas (pH 6,9; alcalinidade entre 1706,0 e 2248,0 mg.L-1 CaCO3 e nitrogênio amoniacal 479,3 a 661,7 mg.L-1 ). Os cultivos de Spirulina sp. LEB-18 em efluente anaeróbio contendo 20 % (v/v) e meio Zarrouk modificado (NaHCO3 2,8 e 5,3 g.L-1 ) apresentaram velocidade específica máxima de crescimento entre 0,324 e 0,354 d-1 , produtividade volumétrica entre 0,280 e 0,297 g.L-1 .d-1 e produtividade areal entre 14,00 e 14,85 g.m-2 .d-1 , sem diferenças significativas (p > 0,05) entre as diferentes condições estudadas. Lipídios variaram entre 4,9 e 5,0 % com proporção de ácido linoleico maximizada nos meios com efluente e ácido alfa-linolênico reduzida nesses meios em comparação ao meio Zarrouk completo. Nos ensaios para avaliar a capacidade da microalga Spirulina sp. LEB-18 de remover CO2 contaminante no biogás, as máximas concentrações celulares e produtividades de biomassa variaram, respectivamente, entre 1,12 e 1,24 g.L-1 e 0,11 e 0,14 g.L-1 .d-1 , não apresentando diferenças significativas (p > 0,05) entre os ensaios. A maior fixação diária total (FDT) de dióxido de carbono obtida foi 58,01 % (v/v) em cultivos com adição de biogás contendo 25 % (v/v) CO2. Obteve-se biogás com 89,5 % (v/v) de CH4 após injeção em cultivos de Spirulina, no qual aproximadamente 45 % (v/v) do CO2 injetado foi fixado pela microalga, gerando biomassa para diversas aplicações e biogás purificado.

Evidencing the Impact of Coastal Contaminated Sediments on Mussels Through Pb Stable Isotopes Composition

Heavily contaminated sediments are a serious concern for ecosystem quality, especially in coastal areas, where vulnerability is high due to intense anthropogenic pressure. Surface sediments (54 stations), 50 cm interface cores (five specific stations), river particles, coal and bulk Pb plate from past French Navy activities, seawater and mussels were collected in Toulon Bay (NW Mediterranean Sea). Lead content and Pb stable isotope composition have evidenced the direct impact of sediment pollution stock on both the water column quality and the living organisms, through the specific Pb isotopic signature in these considered compartments. The history of pollution events including past and present contaminant dispersion in Toulon Bay were also demonstrated by historical records of Pb content and Pb isotope ratios in sediment profiles. The sediment resuspension events, as simulated by batch experiments, could be a major factor contributing to the high Pb mobility in the considered ecosystem. A survey of Pb concentrations in surface seawater at 40 stations has revealed poor seawater quality, affecting both the dissolved fraction and suspended particles and points to marina/harbors as additional diffuse sources of dissolved Pb.

A study of the electrical basis for the inhibition and excitation in autonomically innervated smooth muscle

The aim of this thesis was to investigate the electrical and mechanical responses to inhibitory non-adrenergic noncholinergic (NANC) nerve stimulation in the bovine retractor penis muscle (BRP) and compare them with those to an inhibitory extract made from this muscle. The extract may contain the NANC inhibitory transmitter of the BRP and possibly of other smooth muscles. Because of species differences in the electrical response to NANC nerves in the rat and rabbit anococcygeus the effects of the extract on these tissues was also investigated. Prior to the investigation of the extract, both the excitatory and inhibitory responses to field stimulation in the BRP, and the effects of passive membrane potential displacement were studied using conventional intra- or extracellular (sucrose gap) recording techniques. The majority of cells in the BRP were electrically quiescent independent of the resting tone. The most frequent (in approximately 25% of preparations) form of spontaneous activity, oscillations in membrane potential and tone, may represent a pacemaker activity. The BRP had cable properties; the time constant and space constant indicated a high membrane resistance. In the absence of tone, field stimulation of the BRP evoked excitatory junction potentials (ejps) in every cell impaled and contractions, graded with the strength, frequency and number of pulses; spikes were not observed. Guanethidine (1-3 x 10-5M) abolished the ejps and contractions, confirming their adrenergic origin. Noradrenaline added exogenously depolarised and contracted the muscle. These effects were blocked by the a-adrenoceptor antagonists, phentolamine and prazosin. However, phentolamine (2.5x 10-6M) inhibited the contraction without reducing the ejp significantly. These effects may be independent of adrenoceptor blockade or the ejp may be mediated by a substance other than noradrenaline (e.g. ATP) released from adrenergic nerves. Prazosin (1.4 x lO-6M) failed to block either the ejp or contraction, indicating the possible existence of two types of adrenoceptor in the BRP; one activated by neuronally-released and the other by exogenously-added noradrenaline. ATP, a contaminant in the extract, also depolarised and contracted the BRP. Physostigmine reduced whilst atropine enhanced the ejps and contractions without similarly affecting the response to exogenous noradrenaline. This confirmed the presence of a cholinergic inhibitory innervation acting on the excitatory adrenergic fibres (Klinge and Sjostrand, 1977). TEA (1 x lO-4M) enhanced the ejp and contraction. Higher concentrations (0.5 to 10 x 10-3M) depolarised, increased the tone and evoked electrical and mechanical oscillations but no spikes. The depolarisation and contraction to exogenous noradrenaline were not enhanced, indicating that TEA acts on the adrenergic nerves. Some post-synaptic effect to block K+ channels also seems likely. The relationship between ejp amplitude and membrane potential in the double sucrose gap was linear and indicated a reversal potential more positive than -30mV. Electrotonic pulse amplitude decreased during the ejp, indicating an increased membrane conductance. Ejps and contractions were reduced following the replacement of the NaCl of the Krebs solution with sodium glutamate. This may be due to the effects of glutamate itself (e.g. Ca2+ chelation) rather than reduction in the membrane Cl- gradient. Tone usually developed spontaneously and was accompanied by membrane depolarisation (from -53 to -45mV) which may open voltage-dependent channels, causing Ca2+ entry and/or its release from intracellular binding sites. Field stimulation produced inhibitory potentials (ijps) and relaxations graded with the strength and number of pulses but showing little frequency dependence. Rebound depolarisation and contraction often followed the ijp and relaxation. Tetrodotoxin (3 x IO-6M), but not adrenergic or cholinergic antagonists, abolished the ijp and relaxation, confirming their non-adrenergic non-cholinergic neurogenic nature. The extract, prepared and acid-activated as described by Gillespie, Hunter and Martin (1981), hyperpolarised and relaxed the BRP, as did sodium nitroprusside and adenosine triphosphate (ATP). Unlike the activated extract or sodium nitroprusside, desensitisation to ATP occurred rapidly and without any change in the inhibitory electrical or mechanical responses to field stimulation. The ijp and relaxation in the BRP were insensitive to apamin but abolished by oxyhaemoglobin (4-8 x 10-6M), as were the responses to extract and sodium nitroprusside. In TEA (10-2M), field stimulation evoked relaxations with no accompanying electrical change. The ijp may be unconnected with or additional to another mechanism producing relaxation. The relationship between membrane potential and ijp in the BRP was non-linear. Ijp amplitude was initially increased during membrane potential displacement from -45mV to approximately -60mV. Thereafter (-60 to -l03mV) the ijp was reduced. Ijps were abolished at -27 and -103mV; reversal was not observed. The hyperpolarisation to extract was also enhanced during passive displacement of the membrane potential to more negative values (-57mV). Membrane resistance increased during the ijp. The extract produced inconsistent changes in membrane resistance, possibly because of the presence of more than one active component. K+ withdrawal failed to enhance the ijp or hyperpolarisation to extract and 20mM K+ did not abolish the the ijp at membrane potentials exceeding EK (-49mV). Thus, the ijp or hyperpolarisation to extract are unlikely to be mediated by an increased K+ conductance. Reducing the Cl- abolished the hyperpolarisation to field stimulation and extract. This occurred more quickly than the anticipated reduction in the Cl- gradient and may be due to Ca2+ chelation by the anion substitute (glutamate or benzenesulphonate) or blockade of the resting conductance which is normally inactivated by the transmitter. Ouabain (1-5x 10-5M), which reduces both the Na+ and Cl- gradients, abolished the ijp, implicating either of these ions as the ionic species involved. In the rat and rabbit anococcygeus, field stimulation and extract each reduced guanethidine-induced tone. This was unaccompanied in the majority of cells in the rat by any significant electrical response. In the remaining cells, inhibition of the membrane potential oscillations occurred. The rabbit anococcygeus differed in that inhibition of the electrical oscillations was observed in every cell exhibiting this behaviour. However, the majority of cells in the rabbit were electrically quiescent and showed only small hyperpolarisations to field stimulation and no electrical response to extract. Apamin (1 x 10-7M) failed to block the electrical and mechanical response to field stimulation in the rabbit but did inhibit transiently that to extract. The latter effect may be due to the initial excitatory effects of apamin. The similarities between the electrical effects of the extract and those of inhibitory nerve stimulation in the BRP, rat and rabbit anococcygeus muscles are generally consistent with their being mediated by the same active component. Moreover, the ijp in the BRP shows properties which have not been reported in other non-adrenergic noncholinergically innervated smooth muscles.

Otimização e validação de um método para o preparo de suspensões e determinação de fulereno n-C60 em matriz aquosa

Com o aumento da produção do fulereno C60 e sua aplicação comercial é previsível que este composto acabe sendo liberado no ambiente, tornando-se um contaminante. Em razão das suas características físico-químicas e sua capacidade de formar agregados (n-C60) quando em contato com a água, o C60 pode se tornar um carreador de outros contaminantes (como metais e compostos orgânicos), facilitando a sua entrada nos organismos. Neste sentido, a sua toxicidade (tanto de forma isolada como em associação com outros contaminantes) vem sendo avaliada. Sendo assim, a fim de viabilizar os estudos com C60, uma metodologia para preparo de suspensões aquosas foi validada, sendo quantificada por CLAE/UV-Vis. As suspensões foram preparadas sem a adição de solvente de duas formas distintas, com aquecimento (50ºC) e à temperatura ambiente (≈20 ºC), onde se mantiveram sob agitação constante e exposição à luz artificial por até 2 meses. A cada 15 dias a suspensão foi quantificada. Além disso, três métodos distintos de extração e pré-concentração (extração líquido-líquido (ELL), extração em fase sólida (EFS) e micro-extração dispersiva líquido-líquido (MEDLL)) foram validados e comparados quanto a sua eficiência. Coeficientes de correlação ≥ 0,99 foram obtidos para as curvas de calibração. Os LDM e LQM foram de 0,08 e 0,3 ng mL-1 para EFS e ELL, considerando o fator de concentração de 500 vezes, e de 0,8 e 3,0 ng mL-1 para a MEDLL, considerando o fator de concentração de 50 vezes, respectivamente. A precisão (intermediária e repetitividade) variou entre 0,46 e 4,03 (%RSDpi) e entre 0,69 e 3,59 (%RSDr), enquanto que a exatidão ficou entre 72,3 e 85,6% para ELL, 86,1 e 115,5% para a EFS e 87,9 e 111,4% para MEDLL. Com base nestes parâmetros relativos a análise de suspensões aquosas de C60, a EFS foi considerada o método mais eficiente. O aquecimento se mostrou relevante no tamanho dos agregados, que foram significativamente maiores na suspensão sem aquecimento, porém o tempo de preparo da suspensão não influenciou na concentração final da suspensão. Portanto, recomenda-se o preparo das suspensões aquosas de C60 sem aquecimento por um período de agitação de 30-45 dias.

Determinação de marcadores orgânicos no perfil sedimentar do complexo estuarino de Paranaguá (PR) por CG-EM

A avaliação do aporte de matéria orgânica no ambiente aquático por atividades antrópicas pode ser realizada através da identificação e quantificação de marcadores moleculares. Diversos estudos apontam à aplicação dos marcadores moleculares com esta finalidade, no entanto, poucos avaliam a variação das concentrações desses compostos ao longo do tempo, registrada nas camadas sedimentares. O presente trabalho realiza um estudo a partir de três classes de marcadores moleculares presentes em perfis sedimentares da região do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP) no Paraná (PR), que nos últimos anos vêm sofrendo com o crescente desenvolvimento de atividades antrópicas. Como objetivo, tem-se identificar as principais fontes de matéria orgânica e estudar o histórico destes aportes em colunas sedimentares do CEP, relacionando as taxas de sedimentação com a deposição de origem natural e antrópica. A legislação vigente para o monitoramento ambiental, no que diz respeito à contaminação por esgoto fecal, sugere a avaliação por indicadores microbiológicos, porém, indicadores químicos como os esteróides fecais são uma alternativa bastante promissora, pois estes são persistentes, sendo menos sensíveis a variações ambientais. Outros dois marcadores moleculares de aportes antrópicos ao ambiente que foram determinados neste estudo são os alquilbenzenos lineares (LABs), presente em detergentes, que indicam aportes antrópicos oriundos de esgoto doméstico e a determinação de cafeína, tendo em vista que os esteróides fecais podem ser originários de fezes de animais de sangue quente, podendo indicar outras fontes. Para o presente trabalho foram coletados 12 testemunhos de até 1 m de profundidade em maio de 2006, totalizando 12 pontos de coleta e um montante de 121 amostras. As análises foram realizadas por cromatografia em fase gasosa com detecção por espectrometria de massas (CG-EM). Os esteróides encontrados em maior concentração foram o β- sitosterol (71,4 µg g-1), estigmasterol (8,7 µg g-1), colestanol (3,6 µg g-1) e o estigmastanol (2,8 µg g-1), todos oriundos de fonte natural, indicando que a maior contribuição para o CEP é por aporte biogênico. O coprostanol, que é um esterol fecal, foi encontrado entre as concentrações de 0,001 e 4,10 µg g-1, outros dois esteróides de origem fecal também foram detectados, coprostanona e epicoprostanol, onde as maiores concentrações foram 3,6 e 0,2 µg g-1, respectivamente, sendo encontrados em regiões próximas a centros urbanos, indicando origem antrópica. As maiores concentrações para o ∑LABs também foram encontradas em regiões próximas às cidades de Antonina e Paranaguá, sendo a maior encontrada no testemunho #3 Gererês (208 ng g-1). Para o último marcador molecular analisado, a cafeína, foi encontrada a maior concentração de 18,41 ng g-1, sendo este ponto localizado longe dos centros urbanos, porém este contaminante é bastante solúvel em água podendo ser transportado na coluna d’água e percorrer grandes distâncias. Através dos compostos analisados, pode-se perceber que a intervenção antropogênica foi mais marcante nos testemunhos coletados no eixo leste-oeste do CEP, ficando registrado nas camadas sedimentares.

Síntese de biodiesel etílico de girassol utilizando transesterificação alcalina seguido da adição on pot de H2SO4

No presente trabalho foi investigada a adição on pot de H2SO4 no processo de transesterificação do óleo de girassol com etanol e metanol empregando catalisador alcalino (NaOH e KOH). Após o processo, ocorreu uma eficiente separação tanto do biodiesel etílico como metílico de seus co-produtos. Com a adição on pot de H2SO4 todo sabão formado no meio reacional foi transformado em ácidos graxos livres e o catalisador em sal (Na2SO4 ou K2SO4). A esterificação dos ácidos graxos livres presentes no biodiesel foi aplicada para atingir os padrões de biocombustíveis. Os ácidos graxos contidos no biodiesel foram esterificados na presença de uma mistura com razão molar de 60:1 e 80:1 álcool:ácido graxo, com H2SO4 5 e 10 % em massa. Também foi avaliada a influência da quantidade de catalisador na reação paralela de saponificação. De acordo com os resultados observou-se que a quantidade de sabão formado no processo, variou entre 1,80 e 10,66 % para 1 e 2 % de catalisador, respectivamente. A adição on pot de H2SO4 permitiu aumentar o rendimento de obtenção de biodiesel, e reduziu a geração de efluentes provenientes das lavagens para remoção do sabão, quando comparado com o processo convencional. As análises foram realizadas para avaliar a qualidade do biodiesel, com exceção da estabilidade oxidativa, os demais parâmetros estão de acordo com as normas da ANP. A glicerina foi obtida com uma pureza de 95 % de glicerol com aspecto límpido e incolor, sendo seu principal contaminante o sal proveniente da neutralização do catalisador.

Adsorção de corantes têxteis aniônicos e catiônicos em resíduos do processamento de fios de algodão modificados quimicamente

The textile industry generates a large volume of high organic effluent loading whoseintense color arises from residual dyes. Due to the environmental implications caused by this category of contaminant there is a permanent search for methods to remove these compounds from industrial waste waters. The adsorption alternative is one of the most efficient ways for such a purpose of sequestering/remediation and the use of inexpensive materials such as agricultural residues (e.g., sugarcane bagasse) and cotton dust waste (CDW) from weaving in their natural or chemically modified forms. The inclusion of quaternary amino groups (DEAE+) and methylcarboxylic (CM-) in the CDW cellulosic structure generates an ion exchange capacity in these formerly inert matrix and, consequently, consolidates its ability for electrovalent adsorption of residual textile dyes. The obtained ionic matrices were evaluated for pHpcz, the retention efficiency for various textile dyes in different experimental conditions, such as initial concentration , temperature, contact time in order to determine the kinetic and thermodynamic parameters of adsorption in batch, turning comprehensive how does occur the process, then understood from the respective isotherms. It was observed a change in the pHpcz for CM--CDW (6.07) and DEAE+-CDW (9.66) as compared to the native CDW (6.46), confirming changes in the total surface charge. The ionized matrices were effective for removing all evaluated pure or residual textile dyes under various tested experimental conditions. The kinetics of the adsorption process data had best fitted to the model a pseudosecond order and an intraparticle diffusion model suggested that the process takes place in more than one step. The time required for the system to reach equilibrium varied according to the initial concentration of dye, being faster in diluted solutions. The isotherm model of Langmuir was the best fit to the experimental data. The maximum adsorption capacity varied differently for each tested dye and it is closely related to the interaction adsorbent/adsorbate and dye chemical structure. Few dyes obtained a linear variation of the balance ka constant due to the inversion of temperature and might have influence form their thermodynamic behavior. Dyes that could be evaluated such as BR 18: 1 and AzL, showed features of an endothermic adsorption process (ΔH° positive) and the dye VmL presented exothermic process characteristics (ΔH° negative). ΔG° values suggested that adsorption occurred spontaneously, except for the BY 28 dye, and the values of ΔH° indicated that adsorption occurred by a chemisorption process. The reduction of 31 to 51% in the biodegradability of the matrix after the dye adsorption means that they must go through a cleaning process before being discarded or recycled, and the regeneration test indicates that matrices can be reused up to five times without loss of performance. The DEAE+-CDW matrix was efficient for the removal of color from a real textile effluent reaching an UV-Visible spectral area decrease of 93% when applied in a proportion of 15 g ion exchanger matrix L-1 of colored wastewater, even in the case of the parallel presence of 50 g L-1 of mordant salts in the waste water. The wide range of colored matter removal by the synthesized matrices varied from 40.27 to 98.65 mg g-1 of ionized matrix, obviously depending in each particular chemical structure of the dye upon adsorption.

Toxicity and Contamination in Bear Creek Sediment: Spatial Analysis and Implications for Risk Assessment

The sediments of Bear Creek near Baltimore, Maryland demonstrate substantial toxicity to benthic organisms, and contain a complex mixture of organic and inorganic contaminants. The present study maps the spatial extent and depth profile of toxicity and contamination in Bear Creek, and explores correlations between heavy metals, organic contaminants, and toxic responses. Two novel analytical techniques – handheld XRF and an antibody-based PAH biosensor – were applied to samples from the site to quantify total metals and total PAHs in sediments. By comprehensively assessing toxicity in Bear Creek, the present study provides data to inform future risk assessments and management decisions relating for the site, while demonstrating the benefits of applying joint biological assays and chemical assessment methods to sediments with complex contaminant mixtures.

Células de anêmonas Bunodosoma cangicum expostas ao cobre: citotoxidade, defesa e dano de DNA

Anêmonas-do-mar são pólipos solitários, bentônicos, de pouca mobilidade, que habitam regiões entre-marés. Devido a estas características, são organismos que podem ser atingidos diretamente pela poluição aquática, no entanto, são pouco utilizados como modelo ecotoxicológico. O cobre é um metal essencial, que em altas concentrações pode ser tóxico, sendo bastante comum em ecossistemas marinhos. Um dos mecanismos de toxicidade do cobre envolve a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), podendo levar as células ao estresse oxidativo, que tem como característica danos celulares, inclusive no DNA. Muitos organismos possuem um mecanismo que bombeia os xenobióticos para fora da célula – multixenobiotic resistance (MXR) – que visa prevenir as células dos danos tóxicos causados pelo contaminante. Com isso, o presente trabalho estudou a capacidade de defesa e dano ao DNA à toxicidade causada pelo cobre em células de anêmonas Bunodosoma cangicum. Para isto, células de anêmonas, mantidas em cultura primária através de explante do disco podal, foram expostas ao cobre a duas concentrações (7,8 µg.L-1 Cu e 15,6 µg.L-1 Cu), além do grupo controle, por 6 e 24 h. Antes e após as exposições as células tiveram sua viabilidade avaliada através do método de exclusão por azul de tripan (0,08%) para analisar a citotoxicidade. Parâmetros como a indução do mecanismo MXR através do método de acúmulo de rodamina-B, espécies reativas de oxigênio e ensaio cometa, também foram avaliados. Os resultados obtidos mostram que o cobre é citotóxico, sendo constatada uma queda na viabilidade e no número de células, principalmente após 24 h de exposição, sendo que na concentração de cobre de 15,6 µg.L-1 , foi possível observar uma diminuição de 40% na viabilidade e uma redução em 36% no número de células (p < 0,05, n = 6). Em relação ao fenótipo MXR, foi observada uma ativação do mecanismo apenas naquelas células expostas ao cobre 7,8 µg.L-1 (53%) no tempo de 24 h (p < 0,05, n = 5). Na análise da geração de ERO foi observado um aumento de 11,5% naquelas células expostas por 6 h na concentração mais alta de cobre 15,6 µg.L-1 . Nas células que foram expostas por 24 h, o aumento de espécies reativas pode ser percebido já na concentração de 7,8 µg.L-1 , elevando-se para cerca de 20% quando exposto a 15,6 µg.L-1 (p < 0,05, n = 4-5). Quanto ao dano de DNA, foram vistas quebras na molécula desde 7,8 µg.L-1 Cu em 6 h, com danos ainda mais salientes naquelas células expostas por 24 h, na concentração de 7,8 µg.L -1 Cu (p < 0,05, n = 3-4), e para 15,6 µg.L-1 Cu a viabilidade celular (número de células) não permitiu a análise. Com base nestes dados, pode-se dizer que o cobre, mesmo em baixas concentrações causa estresse em células de B. cangicum, sendo citotóxico. Este metal causa estresse oxidativo com dano à molécula de DNA mesmo com a ativação do mecanismo de defesa.

Solução semi-analítica para modelagem das condições inicial e de contorno aplicáveis ao ensaio de difusão pura

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.

Devem as porcelanas serem re-silanizadas após a contaminação?

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2015.

Comprendre et maîtriser le passage de type I à type II de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb

Les antimoniures sont des semi-conducteurs III-V prometteurs pour le développement de dispositifs optoélectroniques puisqu'ils ont une grande mobilité d'électrons, une large gamme spectrale d'émission ou de détection et offrent la possibilité de former des hétérostructures confinées dont la recombinaison est de type I, II ou III. Bien qu'il existe plusieurs publications sur la fabrication de dispositifs utilisant un alliage d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) qui émet ou détecte à une certaine longueur d'onde, les détails, à savoir comment sont déterminés les compositions et surtout les alignements de bande, sont rarement explicites. Très peu d'études fondamentales sur l'incorporation d'indium et d'arsenic sous forme de tétramères lors de l'épitaxie par jets moléculaires existent, et les méthodes afin de déterminer l'alignement des bandes des binaires qui composent ces alliages donnent des résultats variables. Un modèle a été construit et a permis de prédire l'alignement des bandes énergétiques des alliages d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) avec celles du GaSb pour l'ensemble des compositions possibles. Ce modèle tient compte des effets thermiques, des contraintes élastiques et peut aussi inclure le confinement pour des puits quantiques. De cette manière, il est possible de prédire la transition de type de recombinaison en fonction de la composition. Il est aussi montré que l'indium ségrègue en surface lors de la croissance par épitaxie par jets moléculaires d'In(x)Ga(1-x)Sb sur GaSb, ce qui avait déjà été observé pour ce type de matériau. Il est possible d'éliminer le gradient de composition à cette interface en mouillant la surface d'indium avant la croissance de l'alliage. L'épaisseur d'indium en surface dépend de la température et peut être évaluée par un modèle simple simulant la ségrégation. Dans le cas d'un puits quantique, il y aura une seconde interface GaSb sur In(x)Ga(1-x)Sb où l'indium de surface ira s'incorporer. La croissance de quelques monocouches de GaSb à basse température immédiatement après la croissance de l'alliage permet d'incorporer rapidement ces atomes d'indium et de garder la seconde interface abrupte. Lorsque la composition d'indium ne change plus dans la couche, cette composition correspond au rapport de flux d'atomes d'indium sur celui des éléments III. L'arsenic, dont la source fournit principalement des tétramères, ne s'incorpore pas de la même manière. Les tétramères occupent deux sites en surface et doivent interagir par paire afin de créer des dimères d'arsenic. Ces derniers pourront alors être incorporés dans l'alliage. Un modèle de cinétique de surface a été élaboré afin de rendre compte de la diminution d'incorporation d'arsenic en augmentant le rapport V/III pour une composition nominale d'arsenic fixe dans l'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y). Ce résultat s'explique par le fait que les réactions de deuxième ordre dans la décomposition des tétramères d'arsenic ralentissent considérablement la réaction d'incorporation et permettent à l'antimoine d'occuper majoritairement la surface. Cette observation montre qu'il est préférable d'utiliser une source de dimères d'arsenic, plutôt que de tétramères, afin de mieux contrôler la composition d'arsenic dans la couche. Des puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur GaSb ont été fabriqués et caractérisés optiquement afin d'observer le passage de recombinaison de type I à type II. Cependant, celui-ci n'a pas pu être observé puisque les spectres étaient dominés par un niveau énergétique dans le GaSb dont la source n'a pu être identifiée. Un problème dans la source de gallium pourrait être à l'origine de ce défaut et la résolution de ce problème est essentielle à la continuité de ces travaux.

Kinetics and Adsorption Isotherms of Bisphenol A, Estrone, 17 beta-Estradiol, and 17 alpha-Ethinylestradiol in Tropical Sediment Samples

The sorption of four endocrine disruptors, bisphenol A (BPA), estrone (E1), 17 beta-estradiol (E2), and 17 alpha-ethinylestradiol (EE2) in tropical sediment samples was studied in batch mode under different conditions of pH, time, and sediment amount. Data obtained from sorption experiments using the endocrine disruptors (EDs) and sediments containing different amounts of organic matter showed that there was a greater interaction between the EDs and organic matter (OM) present in the sediment, particularly at lower pH values. The pseudosecond order kinetics model successfully explained the interaction between the EDs and the sediment samples. The theoretical and experimentally obtained q (e) values were similar, and k values were smaller for higher SOM contents. The k (F) values, obtained from the Freundlich isotherms, varied in the ranges 4.2-7.4 x 10(-2) (higher OM sediment sample, S(2)) and 1.7 x 10(-3)-3.1 x 10(-2) (lower OM sediment sample, S(1)), the latter case indicating an interaction with the sediment that increased in the order: EE2 > > E2 > E1 > BPA. These results demonstrate that the availability of endocrine disruptors may be directly related to the presence of organic material in sediment samples. Studies of this kind provide an important means of understanding the mobility, transport, and/or reactivity of this type of emergent contaminant in aquatic systems.

Análise por meio de espectroscopia de emissão óptica das espécies ativas em nitretação iônica e gaiola catódica

Plasma process like ionic nitriding and cathodic cage plasma nitriding are utilized in order to become hard surface of steels. The ionic nitriding is already accepted in the industry while cathodic cage plasma nitriding process is in industrial implementation stage. Those process depend of plasma parameters like electronic and ionic temperature (Te, Ti), species density (ne, ni) and of distribution function of these species. In the present work, the plasma used to those two processes has been observed through Optical Emission Spectroscopy OES technique in order to identify presents species in the treatment ambient and relatively quantify them. So plasma of typical mixtures like N2 H2 has been monitored through in order to study evolution of those species during the process. Moreover, it has been realized a systematic study about leaks, also thought OES, that accomplish the evolution of contaminant species arising because there is flux of atmosphere to inside nitriding chamber and in what conditions the species are sufficiently reduced. Finally, to describe the physic mechanism that acts on both coating techniques ionic nitriding and cathodic cage plasma nitriding