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).

Liposome-mediated transfection of fetal lung epithelial cells: DNA degradation and enhanced superoxide toxicity.

Cationic liposomes, 1:1 (mol/mol) 1,2-dioleoyldimethylammonium chloride-1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine, were used to transfect primary cultures of distal rat fetal lung epithelial cells with pCMV4-based plasmids. A DNA-to-lipid ratio of 1:10 to 1:15 (wt/wt) optimized DNA uptake over a 24-h exposure. At a fixed DNA-to-lipid ratio of 1:15, chloramphenicol acetyltransferase (CAT) reporter gene expression declined at lipid concentrations > 2.5 nmol/cm2 cell surface area, whereas DNA uptake remained concentration dependent. CAT expression peaked 48 h after removal of the liposome-DNA complex, declining thereafter. Reporter gene expression was increased, and supercoiled cDNA degradation was reduced by the addition of 0.2 mM nicotinamide and 10 microM chloroquine. Rat fetal lung epithelial cells transfected with two different expression cassettes had an increased susceptibility to superoxide-mediated cytotoxicity. This could be attributed to a nonspecific delivery of exogenous DNA or some other copurified factor. The DNA-dependent increase in superoxide-mediated cytotoxicity, but not basal levels of cytotoxicity, was inhibited by the addition of 0.2 mM nicotinamide and 10 microM chloroquine.

Superoxide dismutases and glutaredoxins have a distinct role in the response of Candida albicans to oxidative stress generated by the chemical compounds menadione and diamide

To cope with oxidative stress, Candida albicans possesses several enzymes involved in a number of biological processes, including superoxide dismutases (Sods) and glutaredoxins (Grxs). The resistance of C. albicans to reactive oxygen species is thought to act as a virulence factor. Genes such as SOD1 and GRX2, which encode for a Sod and Grx, respectively, in C. albicans are widely recognised to be important for pathogenesis. We generated a double mutant, Δgrx2/sod1, for both genes. This strain is very defective in hyphae formation and is susceptible to killing by neutrophils. When exposed to two compounds that generate reactive oxygen species, the double null mutant was susceptible to menadione and resistant to diamide. The reintegration of the SOD1 gene in the null mutant led to recovery in resistance to menadione, whereas reintegration of the GRX2 gene made the null mutant sensitive to diamide. Despite having two different roles in the responses to oxidative stress generated by chemical compounds, GRX2 and SOD1 are important for C. albicans pathogenesis because the double mutant Δgrx2/sod1 was very susceptible to neutrophil killing and was defective in hyphae formation in addition to having a lower virulence in an animal model of systemic infection.

Peletização do lodo de esgoto e adição de CaCO3 na produção de matéria seca e absorção de Zn, Cu e Ni pelo milho em três latossolos

Em experimento de casa de vegetação, realizado em Campinas (SP), no período de janeiro a maio de 1980, estudaram-se os efeitos da peletização do lodo de esgoto, nas doses 0, 1 e 5% (v/v) do material seco, na produção de matéria seca e na absorção de Zn, Cu e Ni pela parte aérea do milho (Zea mays L.), em latossolo roxo (LR), latossolo vermelho-escuro (LE) e latossolo vermelho-amarelo (LV), que receberam ou não adição de CaCO3 suficiente para elevação do pH em água para 6,0. O experimento foi realizado em vasos com dois litros de capacidade, delineados em blocos ao acaso, com três repetições, e os tratamentos arranjados num esquema fatorial. Após 200 dias de incubação dos solos com o lodo e CaCO3, cultivaram-se quatro plantas de milho em cada vaso. A parte aérea foi quantificada 56 dias após a germinação, sendo cortada, seca, pesada e analisada para os elementos Zn, Cu e Ni. Amostras de terra de cada tratamento foram retiradas e tiveram os metais extraídos pelo DTPA. A peletização do lodo de esgoto resultou em diminuição significativa na produção de matéria seca pela parte aérea do milho, nos três solos estudados, em comparação com o lodo não peletizado. A adição de CaCO3 proporcionou aumento significativo na produção de matéria seca do milho apenas nos dois solos mais ácidos (LE e LV) e diminuiu o acúmulo de Zn na parte aérea desse vegetal cultivado no LE, sem distinção quanto ao tipo de lodo aplicado, não se observando diferenças significativas na absorção de Ni, em todos os solos analisados. A incorporação do lodo peletizado , que continha 19% menos Zn e Ni que o não peletizado, resultou em menor absorção de Zn, Cu e Ni nos três solos, exceto para o Ni no LR. Para todos os solos investigados, o método do DTPA mostrou-se mais adequado em prognosticar as quantidades disponíveis de Zn e de Cu para o milho, independentemente do tipo de lodo de esgoto aplicado e da elevação ou não do pH do solo pela adição de CaCO3.

Caracterització de les metal·lotioneïnes CnMT1 i CnMT2 del fong Cryptococcus neoformans. Estudi de la capacitat coordinant davant dels ions Zn(II), Cd(II) i Cu(I)

En aquest treball de recerca, s’han estudiat les dues isoformes de metal·lotioneïna CnMT1 i CnMT2 presents en el fong patogen Cryptococcus neoformans. Recentment s’ha descobert que aquest fong té com a factor de virulència, els nivells de coure del medi on es troba. Les dues isoformes produïdes en medis rics en Zn(II) s’han utilitzat per a fer valoracions amb Cu(I) i Cd(II), i s’ha seguit l’evolució dels experiments mitjançant les tècniques DC, UV-vis, i ESI-MS. S’ha pogut observar que les dues isoformes tenen preferència per enllaçar Cu(I). Per altra banda també s’ha establert una gran homologia entre les dues seqüències.