Effects of soil water availability on water use efficiency of Eucalyptus cloeziana and Eucalyptus argophloia plants

Effects of soil water availability on transpiration efficiency (WUET), instantaneous water use efficiency (WUEi) and carbon isotope composition (delta(13)C) were investigated in 7-month-old plants of humid coastal (Gympie) and dry inland ( Hungry Hills) provenances of Eucalyptus cloeziana F. Muell. and in a dry inland provenance of E. argophloia Blakely (Chinchilla), supplied with 100 (W-100), 70 (W-70) and 50% (W-50) of their water requirements. At W-100, WUET of the three provenances were not significantly different but as available soil moisture decreased, E. argophloia produced greater biomass and demonstrated significantly higher WUET than either E. cloeziana provenance. Midday WUEi was not significantly affected by watering regime within each provenance but was lowest in E. argophloia. A decrease in soil water availability caused a consistent increase in delta(13)C values in all three provenances; however, delta(13)C values of E. argophloia in all three water regimes were significantly lower than those of E. cloeziana provenances, which did not differ significantly from each other. For all three provenances, delta(13)C was not correlated with WUEi but height and root collar diameter were negatively correlated to delta(13)C. There was little evidence of differences in delta(13)C, WUET and WUEi between E. cloeziana provenances but clear differences between E. cloeziana and E. argophloia. The high WUET, low WUEi and low delta(13)C for E. argophloia may have implications in the selection of Eucalyptus provenances for commercial forestry in low-rainfall regions.

Water sorption into poly[(2-hydroxyethyl methacrylate)-co-(1-vinyl-2-pyrrolidone]at 310 K

Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) and copolymers of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 1-vinyl-2-pyrrolidone (VP) in the form of cylindrical samples (approximate to8mm x 20mm) have been prepared and the sorption of water into these cylinders has been studied by the mass-uptake methods and by magnetic-resonance imaging. The equilibrium water contents for the cylinders were found to vary systematically with the copolymer composition. Diffusion of water into the cylinders was found to follow Fickian behaviour for cylinders with high HEMA contents, with the diffusion coefficients obtained from mass-uptake studies dependent on the copolymer composition, varying from 1.7 x 10(-11) m(2) s(-1) for poly(HEMA) to 2.0 x 10(-11) m(2) s(-1) for poly(HEMA-co-VP) with a composition of 1:1. However, NMR-imaging studies showed that, while the profiles of the water diffusion fronts for cylinders with high HEMA contents were Fickian, that for the 1:1 copolymer was not and indicated that the mechanism was Case III. The polymers which were rich in VP were characterized by a water-sorption process which follows Case-III behaviour. (C) 2003 Society of Chemical Industry.

Anomalous water absorption in porous materials

The absorption of fluid by unsaturated, rigid porous materials may be characterized by the sorptivity. This is a simple parameter to determine and is increasingly being used as a measure of a material's resistance to exposure to fluids (especially moisture and reactive solutes) in aggressive environments. The complete isothermal absorption process is described by a nonlinear diffusion equation, with the hydraulic diffusivity being a strongly nonlinear function of the degree of saturation of the material. This diffusivity can be estimated from the sorptivity test. In a typical test the cumulative absorption is proportional to the square root of time. However, a number of researchers have observed deviation from this behaviour when the infiltrating fluid is water and there is some potential for chemo-mechanical interaction with the material. In that case the current interpretation of the test and estimation of the hydraulic diffusivity is no longer appropriate. Kuntz and Lavallee (2001) discuss the anomalous behaviour and propose a non-Darcian model as a more appropriate physical description. We present an alternative Darcian explanation and theory that retrieves the earlier advantages of the simple sorptivity test in providing parametric information about the material's hydraulic properties and allowing simple predictive formulae for the wetting profile to be generated.

Toxicological aspects of treatment to remove cyanobacterial toxins from drinking water determined using the heterozygous P53 transgenic mouse model

The presence of toxic cyanobacteria in drinking water reservoirs renders the need to develop treatment methods for the 'safe' removal of their associated toxins. Chlorine has been shown to successfully remove a range of cyanotoxins including microcystins, cylindrospermopsin and saxitoxins. Each cyanotoxin requires specific treatment parameters, particularly solution pH and free chlorine residual. However, currently there has not been any investigation into the toxicological effect of solutions treated for the removal of these cyanotoxins by chlorine. Using the P53(def) transgenic mouse model mate and female C57BL/6J hybrid mice were used to investigate potential cancer inducing effects from such oral dosing solutions. Both purified cyanotoxins and toxic cell-free extract cyanobacterial solutions were chlorinated and administered over 90 and 170 days (respectively) in drinking water. No increase in cancer was found in any treatment. The parent cyanotoxins, microcystins, cylindrospermopsin and saxitoxins were readily removed by chlorine. There was no significant increase in the disinfection byproducts trihalomethanes or haloacetic acids, levels found were well below guideline values. Histological examination identified no effect of treatment solutions except male mice treated with chlorinated cylindrospermopsin (as a cell free extract). In this instance 40% of males were found to have fatty vacuolation in their livers, cause unknown. It is recommended that further toxicology be undertaken on chlorinated cyanobacterial solutions, particularly for non-genotoxic carcinogenic compounds, for example the Tg. AC transgenic mouse model. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Influência dos estrativos na resistência ao apodrecimento de seis espécies de madeira

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da extração da madeira de seis espécies, quatro nativas (candeia, cedro, cerejeira e jacarandá-caviúna) e duas exóticas (E. citriodora e E. gumifera), em diferentes solventes, na resistência ao apodrecimento causado pelo fungo da podridão-parda Gloeophyllum trabeum. O material foi ensaiado na forma de serragem, em face da maior facilidade para os procedimentos de extração. Dentre os resultados, pode-se destacar a baixa perda de massa ocorrida na madeira de cedro (Cedrela fissilis), evidenciando sua elevada resistência natural ao fungo testado e, ainda, à incapacidade dos solventes utilizados na retirada de compostos que conferem resistência ao apodrecimento. As madeiras de candeia (Vanillosmopsis erythropappa), cerejeira (Amburana cearensis), jacarandá-caviúna (Machaerium scleroxylon) e de eucaliptos (Corymbia citriodora e Eucalyptus gummifera) também apresentaram elevada resistência natural, em função da baixa perda de massa ocorrida, quando expostas ao fungo G. trabeum. Essas madeiras, quando totalmente extraídas, apresentaram elevados valores de perda de massa. No que diz respeito ao material extraído por diferentes solventes de forma isolada, observou-se, na candeia, que o solvente mais eficiente na retirada de substâncias que conferem resistência ao apodrecimento foi o diclorometano. Com relação ao cedro, o mais eficiente foi o metanol. Na cerejeira, por meio da mistura de etanol/tolueno retiraram-se mais substâncias, ao passo que no jacarandá-caviúna foi o metanol. Nas madeiras de eucaliptos, o metanol foi mais eficiente na retirada de componentes tóxicos ao fungo utilizado neste estudo, devendo destacar ainda, no E. gummifera, a eficiência da água quente na retirada de tais compostos. No C. citriodora, os valores de perda de massa, em razão das extrações em água fria, em água quente, em diclorometano e ao natural (não-extraída), foram muito baixos.

Influence of renal denervation on blood pressure, sodium and water excretion in acute total obstructive apnea in rats

Obstructive apnea (OA) can exert significant effects on renal sympathetic nerve activity (RSNA) and hemodynamic parameters. The present study focuses on the modulatory actions of RSNA on OA-induced sodium and water retention. The experiments were performed in renal-denervated rats (D; N = 9), which were compared to sham (S; N = 9) rats. Mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) were assessed via an intrafemoral catheter. A catheter was inserted into the bladder for urinary measurements. OA episodes were induced via occlusion of the catheter inserted into the trachea. After an equilibration period, OA was induced for 20 s every 2 min and the changes in urine, MAP, HR and RSNA were recorded. Renal denervation did not alter resting MAP (S: 113 ± 4 vs D: 115 ± 4 mmHg) or HR (S: 340 ± 12 vs D: 368 ± 11 bpm). An OA episode resulted in decreased HR and MAP in both groups, but D rats showed exacerbated hypotension and attenuated bradycardia (S: -12 ± 1 mmHg and -16 ± 2 bpm vs D: -16 ± 1 mmHg and 9 ± 2 bpm; P < 0.01). The basal urinary parameters did not change during or after OA in S rats. However, D rats showed significant increases both during and after OA. Renal sympathetic nerve activity in S rats increased (34 ± 9%) during apnea episodes. These results indicate that renal denervation induces elevations of sodium content and urine volume and alters bradycardia and hypotension patterns during total OA in unconscious rats.

Remoção do herbicida 2,4-D por meio do tratamento convencional da água e adsorção em carvão ativado granular em instalação piloto

O crescimento populacional empurra a produção agrícola em direção ao uso intensivo dos agrotóxicos que aumentam a produtividade. Porém, seu uso incorreto pode resultar em grave problema para as estações de tratamento da água e impactar negativamente na saúde pública. Segundo estudos em escala laboratorial, o tratamento convencional, um dos mais utilizados no Brasil, apresenta remoção insignificante do 2,4-D. A adsorção em carvão ativado tem se demonstrado como tecnologia eficiente na remoção de diversos contaminantes, dentre eles os agrotóxicos. Assim, foi avaliada a remoção dos herbicidas 2,4-D e 2,4,5-T e metabólito 2,4-DCP, utilizando o tratamento convencional e a adsorção em coluna de carvão ativado granular em instalação piloto. O carvão ativado granular empregado foi o derivado da casca de coco. A concentração dos herbicidas foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência com detector por arranjo de diodos e extração em fase sólida. A associação do tratamento convencional com a adsorção em carvão ativado granular apresentou elevada remoção do 2,4-D (99%) atingindo concentrações finais abaixo do limite da Portaria MS n° 2914/2011. O tratamento convencional, no entanto, também apresentou remoção do 2,4-D (35 a 59%), sendo o maior percentual obtido na decantação (30 a 52%), indicando que houve interação entre a matéria orgânica natural e o 2,4-D, contribuindo para sua remoção nessa etapa. O 2,4-DCP e 2,4,5-T apresentaram concentrações abaixo do limite de detecção.

Estudo da cinética de extração alcoólica durante o processamento de licor de banana

O licor é uma bebida obtida a partir da mistura de álcool, água, açúcar e compostos aromáticos que podem ser extraídos de ervas, frutas, chocolates entre outros, dando origem a vários tipos e sabores de bebida. A banana é uma fruta perecível, que é produzida durante o ano todo e destaca-se no setor do agronegócio capixaba, sendo, portanto, uma boa alternativa para produção de licor, de cor e sabor bem característicos. O aroma é formado por uma mistura complexa de substâncias e que desempenha papel importante na aceitação do licor. Sua caracterização é feita por técnicas cromatográficas avançadas, como o emprego de GC/MS, e constitui um procedimento indispensável para o desenvolvimento da bebida em destaque. Este estudo teve como objetivo principal analisar o processo de extração dos compostos da banana durante a etapa de infusão para a produção de licor de banana e caracterização química de voláteis do extrato. Foram testadas cinco formulações: 200 g, 400 g, 600 g, 800 g e 1000 g de banana para 1 L de álcool de cereais com graduação alcoólica de 92,8 °GL, para obtenção do extrato hidroalcoólico de banana. Na etapa de extração foram realizadas análises físico-químicas de cor, °Brix, índice de refração, pH e atividade de água. Essas análises permitem determinar a cinética de extração dos compostos, bem como o tempo necessário para sua estabilização. A partir dos extratos, foram produzidos licores misturando-se água, extrato e xarope de açúcar, em proporções para que o licor tivesse 30% (m.v-1) de açúcares adicionados e 18 °GL, e foram realizadas análises físico-químicas no licor recém-preparado e após 60 dias de armazenamento. A análise dos compostos voláteis foi realizada no extrato hidroalcoólico após 21 dias do tratamento 2 (400 g.L-1), tendo a extração desses compostos ocorrido por meio do SPME e injetado no GC/MS. Foi observado que a cinética de extração variou para cada concentração e com o tipo de composto extraído. O tratamento 2 foi o que possuiu melhores características comparado aos demais, pois nessa concentração foi percebida a estabilização da coordenada de cor b* e não foi observado aglomeração de banana. O tempo de estabilização foi de 11 dias e a coordenada de cor b* foi o parâmetro utilizado para determinar o final da extração. Houve variações nos valores das análises físico-químicas entre o tempo 0 e após 60 dias, que podem ter ocorrido devido a reações no processo de maturação. Não foram detectados compostos voláteis de interesse, necessitando de adaptação da metodologia utilizada para avaliação de aroma de extrato hidroalcoólico de banana.

Desenvolvimento de metodologia para determinação de Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Se e V em amostras de água produzida da indústria do petróleo através da técnica ICP OES utilizando digestão por micro-ondas

O descarte ou reutilização da água produzida da indústria do petróleo é difícil por causa dos impactos ambientais causados devido à presença de alta salinidade e componentes tóxicos, ou pelo risco de obstrução nas colunas de produção devido à formação de incrustações que causam redução na produção de petróleo e enormes perdas no processo de extração. Assim, o conhecimento da composição química da água produzida é muito importante. O método proposto por este trabalho visa a determinação de elementos traço (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Se e V) em amostras de água produzida de petróleo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) utilizando a digestão ácida assistida por micro-ondas para o preparo das amostras (15 g de amostra e 2 mL de HNO3 concentrado). A curva analítica construída em HNO3 2% v v-1 foi adotada para o método após verificar que não é necessário o uso de salinidade para equiparação de matriz. Para o elemento Ni, não há necessidade do uso de padrão interno, para os elementos Co, Cr, Fe, Mn e V os melhores resultados foram obtidos usando Sc como padrão interno. Para o elemento Se é recomendado o uso de Y como padrão interno. Os limites de detecção obtidos foram Co 0,67, Cr 1,2, Fe 2,3, Mn 0,49, Ni 1,9, Se 3,7 e V 5,5 μg L-1; e os limites de quantificação foram Co 2,2, Cr 4,0, Fe 7,7, Mn 1,6, Ni 6,5, Se 12,4 e V 18,3 μg L-1. A exatidão do procedimento foi verificada através de testes de recuperação em dois níveis de concentração (40 e 80 μg L-1) e análise dos materiais certificados de referência de água estuarina SLEW-2 e de água do mar NASS-5. Bons valores de recuperação foram obtidos e não houve diferença significativa (95% de confiança) entre os resultados obtidos e os valores certificados dos materiais de referência.

Avaliação da adsorção do herbicida 2,4-D em carvão ativado em pó utilizando água com diferentes qualidades

O 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) é um dos herbicidas mais consumidos no Brasil e é preferencialmente usado devido a sua boa seletividade e baixo custo. Possui alta toxidade e baixa biodegradabilidade, oferecendo risco à saúde humana e ao meio ambiente, podendo ser encontrado em solos, águas superficiais e subterrâneas. Estudos mostram que o tratamento convencional da água possui baixa eficácia na remoção de microcontaminantes, com isso várias técnicas têm sido utilizadas na remoção de compostos em água, como a adsorção por carvão ativado. Apresenta-se a adsorção em carvão ativado tem se demonstrado como tecnologia eficiente na remoção de diversos contaminantes, dentre eles os agrotóxicos. Assim, o presente trabalho objetivou avaliar a adsorção do 2,4-D por três carvões ativados em pó (CAP) em água ultrapura e em água bruta do Rio Santa Maria da Vitória. A quantificação do herbicida foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência, após concentração da amostra pelo método de extração em fase sólida. Os ensaios de adsorção foram realizados com carvões ativados derivados da casca de coco (CAP-01), pinus (CAP-02) e palha de café (CAP-03), que foram caracterizados e avaliados na sua capacidade de remoção do 2,4-D nas duas matrizes de água. Dois modelos de isoterma de adsorção, Langmuir e Freundlich, foram aplicados para descrever os dados de adsorção, que indicaram o CAP-02 como o carvão que apresentou a melhor capacidade de adsorção do 2,4-D entre os carvões estudados, tanto em água ultrapura quanto em água bruta. Nos ensaios realizados em água bruta, houve redução da adsorção do 2,4-D para as três amostras de CAP, quando comparado com os ensaios realizados em água ultrapura, indicando interferência de compostos, como a matéria orgânica, no processo de adsorção.

Morphological, physical and pedogenetic attributes related to water yield in small watersheds in Guarapari/ES, Brazil

Soil characteristics related to the genesis, land use and management are important factors in water dynamics in watersheds. This study evaluated physical, morphological and pedogenetic attributes related to water yield potential in small watersheds in Guarapari, ES, Brazil. The following representative profiles were selected, morphologically described and sampled in area of Atlantic Forest domain: Lithic Udifolists, Oxyaquic Udifluventes, Typic Paleudults, Typic Hapludults, Typic Hapludox, Oxic Dystrudepts and Typic Endoaquents. Samples were collected in the soil profiles for physical analysis. Measurements of field-saturated hydraulic conductivity and soil penetration resistance were perfomed in some profiles, which were under different uses. The Endoaquents of Limão Creek can be considered efficient as temporary water reservoirs. However, the use of artificial drainage tends to reduce this effect. Differential erosion was detected by the sand texture on the surface of the Typic Paleudults due to the low degree of clay flocculation, slope, high resistance to the penetration and low hydraulic conductivity of the Bt horizon, making it necessary to adopt soil management practices to increase the water infiltration. Under pasture, mainly in the cattle trails where the trampling is more intense, there was high resistance to penetration in the superficial layers of the Typic Hapludults. The Typic Hapludox have the greatest potential for water yield in the small watersheds because of its greater extent in the headwaters and their morphological and physical characteristics, which can result in increased aquifer recharge.

Automatic segmentation and 3D feature extraction of protein aggregates in Caenorhabditis Elegans

In the last years, it has become increasingly clear that neurodegenerative diseases involve protein aggregation, a process often used as disease progression readout and to develop therapeutic strategies. This work presents an image processing tool to automatic segment, classify and quantify these aggregates and the whole 3D body of the nematode Caenorhabditis Elegans. A total of 150 data set images, containing different slices, were captured with a confocal microscope from animals of distinct genetic conditions. Because of the animals’ transparency, most of the slices pixels appeared dark, hampering their body volume direct reconstruction. Therefore, for each data set, all slices were stacked in one single 2D image in order to determine a volume approximation. The gradient of this image was input to an anisotropic diffusion algorithm that uses the Tukey’s biweight as edge-stopping function. The image histogram median of this outcome was used to dynamically determine a thresholding level, which allows the determination of a smoothed exterior contour of the worm and the medial axis of the worm body from thinning its skeleton. Based on this exterior contour diameter and the medial animal axis, random 3D points were then calculated to produce a volume mesh approximation. The protein aggregations were subsequently segmented based on an iso-value and blended with the resulting volume mesh. The results obtained were consistent with qualitative observations in literature, allowing non-biased, reliable and high throughput protein aggregates quantification. This may lead to a significant improvement on neurodegenerative diseases treatment planning and interventions prevention

Effect of cattle manure on sunflower production and water use in two types of soil

The aim of the present study was to evaluate water consumption, use efficiency and yield components of sunflower variety Embrapa 122 V/2000 cultivated in two types of soil (Fluvissol and Haplic Luvisol) subjected to increasing doses of cattle manure. The experiment was carried out in a greenhouse at Universidade Estadual da Paraíba. The experimental design was completely randomized in a factorial scheme. The irrigation was performed every other day, replacing the water absorbed by the plants. The water consumption and the use efficiency were evaluated, being the use efficiency determined by the ratio of the total dry mass of sunflower and the amount of water used to produce it in each treatment. Plants were harvested at 95 days after sowing when the following parameters were evaluated: number of seeds per plant, weight of seeds per plant, weight of 1000 seeds and the outer diameter of the capitulum (head). The results showed that the sunflower was positively affected by cattle manure application, increasing the production components and the water use efficiency, regardless of the type of soil. Excepting for the 1000 seeds weight and the water use efficiency, the type of soil affected significantly the water use, the number and weight of seeds per plant. The plants cultivated in Haplic Luvisol had a better performance.

The impact of improvement of water supply and sanitation facilities on diarrhea and intestinal parasites: a Brazilian experience with children in two low-income urban communities

During the second half of 1986 the impact of the improvement of water supply and excreta disposal facilities on diarrheal diseases and intestinal parasitosis was studied in 254 children up to six years of age from two favelas (shanty towns) of Belo Horizonte, Brazil. The estimated incidence of diarrhea was 6.2 episodes/child year and the estimated period prevalence reached 31.0 episode days/ child/ year. The point prevalence of parasitosis was 70.7% (Ascaris lumbricoides: 55.4%, Trichuris trichiura: 19.6%, Giardia lamblia: 17.9%). The estimated prevalence of diarrhea decreased with improvement of water supply and sanitation facilities to 45% and 44% respectively, but no statistically significant impact was observed in the case of parasitosis. School education and weaning practice were found to be other important determinants of diarrhea.

Supercritical CO2 extraction of secondary metabolites from Agaricus blazei: experiments and modelling

The mycelium and young fruiting bodies of Agaricus blazei were submitted to supercritical CO2 extraction, in a modified commercial flow apparatus, at temperatures from 40 to 80 ºC, pressures up to 600 bar and CO2 flow-rates from 2.0 to 9.0 g.min-1. The best extraction conditions of secondary metabolites, whereby the degree of solubilization (g extract/100 g of fungi) is the highest, was obtained with pure CO2 at 400 bar, 70 ºC and a CO2 flow rate of 5.7g.min-1. The extract in that conditions were analysed by GC-Ms. In order to increase the extraction yield of secondary metabolites, which are mostly present in glycolipid fractions, a polar compound (ethanol) was used as co-solvent in the proportions of 5 and 10 % (mol/mol). The presence of ethanol increased the yield when compared with the extraction with pure CO2. Moreover, a simple model was applied to the supercritical CO2 extraction of secondary metabolites from Agaricus blazei.