Pathways for the uptake of dissolved organic matter (DOM) by aquatic animals

In this article, pathways from freshwater and marine environments are described. DOM is defined operationally as all the organic compounds which pass through a filter of pore size 0.45 microm., those retained on the surface of the filter being particulate organic matter (POM). DOM can be taken up directly by animals by transfer across the body wall, but more commonly DOM is obtained from ingested food. Once ingested POM from food particles are broken down in the gut, small molecules of DOM are released for transfer across the gut wall. Some ingested particles are attacked by micro-organisms living in the gut, thereby making the DOM available to the host animal. The importance of the microbial loop is discussed, as well as aggregation processes between the fractions of DOM which are more obviously particulate in nature. (DBO)

Síntese e Polimerização da 2-Fenil-2-oxazolina assistidas por Micro-ondas

Atualmente, a irradiação por micro-ondas tem se mostrado uma boa fonte de energia para a realização de sínteses orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Entretanto, ainda existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas. Neste trabalho foram realizadas a síntese da 2-fenil-2-oxazolina e a sua polimerização, em solução e em massa, assistidas por micro-ondas e pelo método convencional (térmico). As reações irradiadas por micro-ondas foram feitas empregando-se vaso aberto ou fechado, e nas polimerizações foram usados como iniciadores o iodeto de metila e o eterado de trifluoreto de boro. Os heterocíclicos e os polímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de núcleo de hidrogênio. Para as reações assistidas por micro-ondas os rendimentos foram bons e compatíveis com os obtidos pelo método convencional. Para a reação de síntese da 2-fenil-2-oxazolina o rendimento ficou na faixa de 70% e de suas polimerizações em torno de 80%, sendo as reações irradiadas por micro-ondas realizadas em um tempo reacional muito inferior ao do método térmico. A técnica de irradiação de micro-ondas para as reações estudadas se mostrou eficiente para os parâmetros utilizados na síntese do monômero e na sua polimerização em massa.

Elemental composition of solar energetic particles

The Low Energy Telescopes on the Voyager spacecraft are used to measure the elemental composition (2 ≤ Z ≤ 28) and energy spectra (5 to 15 MeV /nucleon) of solar energetic particles (SEPs) in seven large flare events. Four flare events are selected which have SEP abundance ratios approximately independent of energy/nucleon. The abundances for these events are compared from flare to flare and are compared to solar abundances from other sources: spectroscopy of the photosphere and corona, and solar wind measurements.

The selected SEP composition results may be described by an average composition plus a systematic flare-to-flare deviation about the average. For each of the four events, the ratios of the SEP abundances to the four-flare average SEP abundances are approximately monotonic functions of nuclear charge Z in the range 6 ≤ Z ≤ 28. An exception to this Z-dependent trend occurs for He, whose abundance relative to Si is nearly the same in all four events.

The four-flare average SEP composition is significantly different from the solar composition determined by photospheric spectroscopy: The elements C, N and O are depleted in SEPs by a factor of about five relative to the elements Na, Mg, Al, Si, Ca, Cr, Fe and Ni. For some elemental abundance ratios (e.g. Mg/O), the difference between SEP and photospheric results is persistent from flare to flare and is apparently not due to a systematic difference in SEP energy/nucleon spectra between the elements, nor to propagation effects which would result in a time-dependent abundance ratio in individual flare events.

The four-flare average SEP composition is in agreement with solar wind abundance results and with a number of recent coronal abundance measurements. The evidence for a common depletion of oxygen in SEPs, the corona and the solar wind relative to the photosphere suggests that the SEPs originate in the corona and that both the SEPs and solar wind sample a coronal composition which is significantly and persistently different from that of the photosphere.

Numerical modeling of optical levitation and trapping of the "stuck" particles with a pulsed optical tweezers

We present the theoretical analysis and the numerical modeling of optical levitation and trapping of the stuck particles with a pulsed optical tweezers. In our model, a pulsed laser was used to generate a large gradient force within a short duration that overcame the adhesive interaction between the stuck particles and the surface; and then a low power continuous - wave (cw) laser was used to capture the levitated particle. We describe the gradient force generated by the pulsed optical tweezers and model the binding interaction between the stuck beads and glass surface by the dominative van der Waals force with a randomly distributed binding strength. We numerically calculate the single pulse levitation efficiency for polystyrene beads as the function of the pulse energy, the axial displacement from the surface to the pulsed laser focus and the pulse duration. The result of our numerical modeling is qualitatively consistent with the experimental result. (C) 2005 Optical Society of America.

The isotopic composition of energetic particles emitted from a large solar flare

We report measurements of isotope abundance ratios for 5-50 MeV/nuc nuclei from a large solar flare that occurred on September 23, 1978. The measurements were made by the Heavy Isotope Spectrometer Telescope (HIST) on the ISEE-3 satellite orbiting the Sun near an Earth-Sun libration point approximately one million miles sunward of the Earth. We report finite values for the isotope abundance ratios ¹³C/¹²C, ¹⁵N/¹⁴N, ¹⁸O/¹⁶O, ²²Ne/ ²⁰Ne, ²⁵Mg/²⁴Mg, and ²⁶Mg/²⁴Mg, and upper limits for the isotope abundance ratios ³He/⁴He, ¹⁴C/¹²C, ¹⁷O/¹⁶O, and ²¹Ne/²⁰Ne.

We measured element abundances and spectra to compare the September 23, 1978 flare with other flares reported in the literature. The flare is a typical large flare with "low" Fe/O abundance (≤ 0.1).

For ¹³C/¹²C, ¹⁵N/¹⁴N, ¹⁸O/¹⁶O, ²⁵Mg/ ²⁴Mg, and ²⁶Mg/²⁴Mg, our measured isotope abundance ratios agree with the solar system abundance ratios of Cameron (1981). For neon we measure ²²Ne/²⁰Ne = 0.109 + 0.026 - 0.019, a value that is different with confidence 97.5% from the abundance measured in the solar wind by Geiss at al. (1972) of ²²Ne/²⁰Ne = 0.073 ± 0.001. Our measurement for ²²Ne/²⁰Ne agrees with the isotopic composition of the meteoritic component neon-A.

Separate arguments appear to rule out simple mass fractionation in the solar wind and in our solar energetic particle measurements as the cause of the discrepancy in the comparison of the apparent compositions of these two sources of solar material.

Magnetospheric access of solar particles and the configuration of the distant geomagnetic field

The access of 1.2-40 MeV protons and 0.4-1.0 MeV electrons from interplanetary space to the polar cap regions has been investigated with an experiment on board a low altitude, polar orbiting satellite (OG0-4).

A total of 333 quiet time observations of the electron polar cap boundary give a mapping of the boundary between open and closed geomagnetic field lines which is an order of magnitude more comprehensive than previously available.

Persistent features (north/south asymmetries) in the polar cap proton flux, which are established as normal during solar proton events, are shown to be associated with different flux levels on open geomagnetic field lines than on closed field lines. The pole in which these persistent features are observed is strongly correlated to the sector structure of the interplanetary magnetic field and uncorrelated to the north/south component of this field. The features were observed in the north (south) pole during a negative (positive) sector 91% of the time, while the solar field had a southward component only 54% of the time. In addition, changes in the north/south component have no observable effect on the persistent features.

Observations of events associated with co-rotating regions of enhanced proton flux in interplanetary space are used to establish the characteristics of the 1.2 - 40 MeV proton access windows: the access window for low polar latitudes is near the earth, that for one high polar latitude region is ~250 R_⊕ behind the earth, while that for the other high polar latitude region is ~1750 R_⊕ behind the earth. All of the access windows are of approximately the same extent (~120 R_⊕). The following phenomena contribute to persistent polar cap features: limited interplanetary regions of enhanced flux propagating past the earth, radial gradients in the interplanetary flux, and anisotropies in the interplanetary flux.

These results are compared to the particle access predictions of the distant geomagnetic tail configurations proposed by Michel and Dessler, Dungey, and Frank. The data are consistent with neither the model of Michel and Dessler nor that of Dungey. The model of Frank can yield a consistent access window configuration provided the following constraints are satisfied: the merging rate for open field lines at one polar neutral point must be ~5 times that at the other polar neutral point, related to the solar magnetic field configuration in a consistent fashion, the migration time for open field lines to move across the polar cap region must be the same in both poles, and the open field line merging rate at one of the polar neutral points must be at least as large as that required for almost all the open field lines to have merged in 0 (one hour). The possibility of satisfying these constraints is investigated in some detail.

The role played by interplanetary anisotropies in the observation of persistent polar cap features is discussed. Special emphasis is given to the problem of non-adiabatic particle entry through regions where the magnetic field is changing direction. The degree to which such particle entry can be assumed to be nearly adiabatic is related to the particle rigidity, the angle through which the field turns, and the rate at which the field changes direction; this relationship is established for the case of polar cap observations.

Caracterização físico-química e avaliação dos níveis de elementos-traço em sedimentos de manguezais das baías da Ilha Grande e de Sepetiba, RJ, por metodologias de digestão ácida assistidas por micro-ondas

O presente trabalho teve como objetivo principal comparar dois métodos de extração de elementos-traço em sedimentos que são assistidos por radiação micro-ondas. Foram coletadas amostras de sedimentos superficiais em um manguezal localizado na baía da Ilha Grande e em três manguezais localizados na baía de Sepetiba, RJ. As amostras de sedimentos coletadas foram secas, destorroadas e peneiradas. Sub-amostras foram submetidas a análises de caracterização física e química. Os métodos de extração de elementos-traço comparados foram o EPA-3051A e o método água régia assistido por micro-ondas. Os elementos-traço analisados foram: Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn. As concentrações dos elementos-traço nos extratos produzidos foram determinadas por FAAS (Espectrometria de absorção atômica com chama). Foram encontradas nos sedimentos dos manguezais estudados concentrações acima dos níveis estabelecidos pela Resolução CONAMA 344/2004 para os elementos-traço: Cd, Ni, Pb e Zn. Os resultados mostraram que as capacidades de extração de elementos-traço dos métodos EPA-3051A e água régia assistido por micro-ondas variam em função das características físico-químicas dos sedimentos. A análise estatística pela técnica de regressão linear simples mostrou que as duas metodologias são estatisticamente similares apenas para o Cr e os valores dos coeficientes de determinação (R2) obtidos obedeceram à seqüência: Cu > Pb > Zn > Ni > Cr > Cd. Na análise pela técnica estatística de regressão linear múltipla ocorreram melhorias estatisticamente significativas nos coeficientes de determinação quando foram incluídas as seguintes variáveis independentes: potencial redox e fósforo total para o Cd, argila para o Cr, areia para o Ni e fósforo total para o Pb e para o Zn

Gestão de saúde, segurança, meio ambiente e responsabilidade social em micro e pequenas empresas recicladoras de plásticos PEBD e PET no Estado do Rio de Janeiro

A presente dissertação tem como tema a gestão de saúde, segurança, meio ambiente e responsabilidade social em micro e pequenas empresas recicladoras de plásticos PEBD e PET no Estado do Rio de Janeiro. A reciclagem de plástico contribui para minimizar os resíduos sólidos gerados pelos processos industriais. O objetivo geral deste estudo é verificar como as atividades de reciclagem impactam na saúde e na segurança do trabalhador e levantar algumas questões relacionadas com a responsabilidade sócio-ambiental, com destaque para o atendimento às normas regulamentadoras, legislação de saúde, segurança e meio ambiente aplicável e sistemas de gestão. Para atingir tal objetivo, a metodologia do presente estudo foi dividida em: pesquisa bibliográfica, elaborada através de consultas a livros, a artigos, a legislação e a bancos de dados de reconhecida credibilidade; elaboração de um questionário direcionado; visitas técnicas, e entrevistas com os encarregados ou donos das empresas, a fim de obter dados para avaliar as condições de trabalho relativas à saúde e segurança, meio ambiente e responsabilidade social. Durante esta etapa foram visitadas quatro recicladoras de plástico, todas situadas no Estado do Rio de Janeiro, sendo três do segmento de PEBD e uma de PET. Os resultados obtidos mostram que, numa avaliação global, apenas 24% dos itens avaliados foram atendidos na sua íntegra, o que demonstra um baixo índice de atendimento às questões relativas à saúde, segurança e meio ambiente e responsabilidade social. Nas avaliações individuais destes mesmos itens constatou-se que o atendimento foi de 38%, 10% e 54%, respectivamente. Enfim, o presente estudo mostra que há necessidade de maior atenção aos requisitos relativos à saúde e segurança do trabalhador, ao meio ambiente e às questões sociais, em função dos riscos do processo de produção do plástico reciclado

Modificação química da poliacrilonitrila com grupos tetrazol assistida por micro-ondas

Nos últimos anos, a irradiação por micro-ondas tem sido cada vez mais usada na síntese de varias moléculas orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Até o momento, existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas e menos ainda sobre a modificação de polímeros usando essa nova fonte de energia. Polímeros heterocíclicos contendo anéis azóicos, como o tetrazol possuem interesse acadêmico e comercial devido as suas várias aplicações. Nesta Dissertação foi estuda a modificação química da poliacrilonitrila pela incorporação em sua cadeia polimérica de 10% de grupos tetrazol empregando-se a irradiação de micro-ondas e o método convencional (térmico). Foram utilizados um forno de micro-ondas doméstico e um reator de micro-ondas monomodo nas reações assistidas por micro-ondas. As reações em reator foram realizadas em vaso aberto, em solução (DMF) ou em massa, sendo variado o tempo e a temperatura reacional, bem como a potência do equipamento. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de grupos tetrazol incorporados na PAN foram determinados por titulometria de neutralização. A poliacrilonitrila foi modificada quimicamente com sucesso tanto no forno doméstico quanto no reator de micro-ondas, como foi verificado pela sua análise de FTIR. Pela determinação do grau de incorporação de grupos tetrazol nos polímeros concluiu-se que, para a reação em solução, nas temperaturas mais elevas, bem como em uma potência maior, o teor de heterocíclico incorporado no polímero está muito próximo do valor obtido pelo método convencional. Já as reações conduzidas em massa apresentaram graus de incorporação inferiores as das feitas em solução.

Ecologia de Astyanax taeniatus na Bacia do Rio Mato Grosso, Saquarema - RJ: Dieta, uso do micro-hábitat e uma breve análise comportamental

Neste trabalho tivemos como objetivo caracterizar a dieta, uso do habitat e padrões comportamentais de Astyanax taeniatus da bacia do Rio Mato Grosso, que encontra-se na porção leste do Estado do Rio de Janeiro (22 52 S; 42 40 W e 22 53 S; 42 34 W). Para a análise da dieta, os exemplares foram coletados bimestralmente entre março de 2006 e janeiro de 2007 em três localidades que diferiram pelas variáveis físicas. As observações de uso dos recursos do habitat foram realizadas por observação subaquática, na posição focal dos exemplares avistados, enquanto a quantificação da disponibilidade foi realizada em 50 quadrats de 20x20cm (400cm2) ao longo dos mesmos 50m onde foi realizada a observação sub-aquática. A análise do conteúdo estomacal de 651 exemplares foi realizada sob microscópio estereoscópico de acordo com métodos qualitativos e quantitativos (Freqüência de Ocorrência e Volumétrica). A participação relativa de cada item registrado nos estômagos em relação à totalidade da dieta foi analisada através do Índice Alimentar (IAi). Para verificar possíveis diferenças entre as proporções dos itens de origem animal e vegetal, autóctone e alóctone, os valores proporcionais foram testados pelo 2 de contingência. A partir dos dados de comprimento padrão e comprimento do intestino, foi calculado o valor do quociente intestinal. Os itens de origem vegetal tiveram maior contribuição na dieta da espécie para as localidades com maior altitude, enquanto os itens animais tiveram maior contribuição na localidade baixa. A diferença na contribuição dos itens de origem autóctone e alóctone também foi significativa. Na dieta de jovens e adultos, houve diferença significativa na contribuição de itens de origem vegetal e animal somente na localidade mais alta, onde os adultos consumiram maior quantidade de matéria vegetal. Os valores médios de quociente intestinal em jovens e adultos foram significativamente diferentes nas localidades de maior altitude, com valores maiores para indivíduos adultos. Observamos 52% dos indivíduos em profundidades entre 30 e 45 cm, 72% em áreas de rápido, 72% em velocidades entre 0 e 0,5km/h, 66% encontravam-se distantes da margem entre 40 e 120 cm, 37,6% em substrato do tipo areia e 34,4% em substrato do tipo pedra. De todos os padrões comportamentais observados, aquele que mais se destacou foi o forrageamento, onde 70,91% dos indivíduos estavam forrageando no meio da coluna dágua. Os resultados da dieta reforçam a idéia de as espécies de Astyanax têm hábito alimentar onívoro e oportunista, onde a espécie alimentou-se dos recursos disponíveis no ambiente evidenciando sua alta plasticidade alimentar ao longo do riacho. Espécies do gênero Astyanax são consideradas generalistas em relação ao uso do habitat e altamente ativas, corroborando com os resultados do presente estudo.

Toxicidade e bioacumulação de cobre em micro-organismos fotoautotróficos

Microalgas e cianobactérias têm sido amplamente recomendadas para biomonitoração de metais pesados e outros poluentes, sendo considerados indicadores sensíveis às alterações ambientais e utilizados como organismos testes na regulamentação dos níveis de metal. Estes micro-organismos fotossintetizantes são produtores primários da base da cadeia alimentar aquática e são os primeiros a serem afetados pela poluição por metais pesados. O cobre é um metal normalmente considerado como nutriente essencial para a vida aquática mas pode ser tóxico para algumas espécies. Portanto, neste estudo foram avaliados o efeito tóxico e a bioacumulação de cobre (II) em quatro espécies de micro-organismos fotoautotróficos componentes do fitoplâncton dulcícola, duas cianobactérias filamentosas (Anabaena sp. e Oscillatoria sp) e duas microalgas da classe das clorofíceas (Monorraphidium sp. e Scenedesmus sp.). O meio de cultivo utilizado nos ensaios foi o ASM-1 com e sem a presença de cobre (0,6 mg/L a 12 mg Cu2+/L) onde, o efeito tóxico do metal foi monitorado por contagem celular para as microalgas e por peso seco para as cianobactérias. A bioacumulação do metal foi avaliada da mesma forma para todos os micro-organismos, através de coletas de amostras no decorrer do experimento e determinação da concentração de cobre em solução por espectrometria de absorção atômica com chama. Os resultados obtidos mostram que o efeito tóxico do metal é diretamente proporcional à concentração inicial para os micro-organismos estudados, mas que o cobre (II) foi mais tóxico para as cianobactérias que para as microalgas verdes. A bioacumulação teve uma relação direta com o efeito tóxico do metal sobre os micro-organismos. Os resultados obtidos permitem sugerir que cobre (II) tem efeito negativo no fitoplâncton, inibindo o crescimento e alterando parâmetros metabólicos como a fotossíntese. A bioacumulação do metal pode comprometer os níveis tróficos da cadeia alimentar, afetando seu transporte para seres superiores