Redução do Impacto Ambiental de Poluentes Orgânicos Persistentes

Nos dias de hoje a contaminação dos solos e águas subterrâneas com pesticidas através da agricultura tornou-se um problema. Problema este, considerado ainda maior nas áreas onde o abastecimento de água potável é quase totalmente à base de água subterrânea, causando deste modo risco para a saúde humana devido à exposição directa de possíveis resíduos de pesticidas na água potável. É certo que a persistência dos pesticidas no solo é importante para obter um bom controlo sob as ervas daninhas durante a sua época de crescimento, contudo o uso desses pesticidas contamina não só o solo como as águas superficiais. As questões acerca do uso de pesticidas na actualidade continuarão a persistir, uma vez que existem muitos factores e características inerentes a este processo que necessitam de ser abordadas e mais importante que isso estudadas, como por exemplo a sua degradação e toxicidade. Neste trabalho efectuou-se o encapsulamento de pesticidas em moléculas de β – ciclodextrina (β-CD). O que se pretende com este encapsulamento, é aumentar a hidrofilicidade do pesticida de forma a garantir que este persista o tempo suficiente permitindo um bom controlo das ervas daninhas, tendo sempre em conta as preocupações inerentes ao uso dos pesticidas, como por exemplo a dificuldade de biodegradação. O estudo centrou-se em torno de dois dos pesticidas mais utilizados em Portugal: MCPA e Bentazona. Estes herbicidas foram encapsulados individualmente na β-CD formando assim complexos, mais solúveis e eventualmente mais estáveis quimicamente garantindo uma redução dos efeitos dos pesticidas no meio ambiente. Este estudo foi dividido essencialmente em duas partes: a síntese e caracterização dos complexos pesticida-β-CD e posteriormente a avaliação da estabilidade química em solução aquosa e da solubilidade dos complexos formados. A utilização de diversas técnicas analíticas nomeadamente DSC, FTIR, Espectrofotometria de UV, HPLC e Electroquímica permitiram concluir que o pesticida MCPA encapsula pela acção da β-CD aquando do complexo formado em solução etanólica e numa proporção estequiométrica MCPA:β-CD de 1:2 respectivamente. Obteve-se para as várias soluções estudadas, todas elas com concentrações diferentes de β-CD, uma constante de estabilidade de 102,4. No caso da Bentazona, os resultados preliminares obtidos indiciam claramente a formação de um complexo com a β-CD para o complexo formado em solução etanólica.

Desenvolvimento de processos oxidativos avançados para degradação de agrotóxicos em meio aquoso

Atualmente há uma crescente preocupação quanto à qualidade dos recursos hídricos, e essa notória inquietação se deve em parte ao aumento na demanda e consumo de água a nível global, uma vez que o crescimento econômico, juntamente com o desenvolvimento tecnológico, agrícola e industrial conduz a poluição ambiental. Neste contexto, os agrotóxicos, apresentam um alto fator de risco para a qualidade dos recursos hídricos, pois essas substâncias geralmente são tóxicas e não biodegradáveis. Diante deste cenário, um dos maiores desafios nos dias atuais é a eliminação de uma parte significativa, dessa poluição, a qual é causada por esses contaminantes orgânicos tóxicos. O processo clássico de oxidação biológica falha na eliminação de compostos tóxicos, bem como de contaminantes orgânicos recalcitrantes. Além disso, os processos físico-químicos, como a adsorção em carvão ativado, floculação, e a filtração por membranas, apenas transferem esses contaminantes de fase, sem que ocorra a sua destruição. Sendo assim, surge a necessidade da adoção de técnicas que possam ser destrutivas a essas espécies. Os Processos Oxidativos Avançados, surgem como um caminho alternativo para diminuir e eliminar os resíduos desses contaminantes orgânicos. Por tanto, tiveram-se como objetivos neste trabalho: (i) desenvolver e otimizar um processo Fenton empregando ferro zero e peróxido de hidrogênio (Fe0 /H2O2) (ii) utilizar como fonte de ferro zero para o processo Fenton limalha de ferro, a qual é um resíduo da atividade metalúrgica na cidade de Rio Grande (iii) otimizar o tempo de reação (TR) e tempo de homogeneização (TH) para a Fotocatálise Heterogênea empregando um catalisador de sílica dopada com dióxido de titânio e dicloreto de tris (2,2-bipiridina) rutênio II (iv) desenvolver um método cromatográfico empregando LC-DAD para realizar o monitoramento da degradação dos agrotóxicos (v) empregar a LC-MS/MS para confirmar a degradação dos agrotóxicos e monitorar a formação de produtos (vi) empregar IC para monitorar a formação de espécies iônicas (vii) realizar a determinação de COT para estimar a mineralização do carbono orgânico dissolvido. Para tanto, um total de seis agrotóxicos foram selecionados para a o estudo de degradação: bentazona, carbofurano, clomazona, diurom, tebuconazole e piraclostrobina. O sistema Fe0 /H2O2 desenvolvido para a degradação dos agrotóxicos mostrou ser eficiente. A eficiência de degradação foi fortemente afetada pelo pH, massa de limalha de ferro e concentração de peróxido de hidrogênio. As melhores condições para a degradação foram: pH 2,0, 5 mmol L-1 H2O2 e 2,0 g de limalha de ferro. No tempo total de 20 min o carbono orgânico total foi reduzido levando a mineralização de 55%, com taxas de degradação que variaram de 51 a 100%. A utilização de recirculação no sistema Fe0 /H2O2 elevou a taxa de degradação dos agrotóxicos bentazona e carbofurano. As taxas variaram de 93 a 100% de degradação, com um tempo total de reação de 120 min, chegando a 63% de mineralização. O sistema TiO2/UV também mostrou-se adequado a degradação dos agrotóxicos. As condições ótimas foram 20 mg de catalisador, pH 7, TH de 15 min e TR de 110 min. O sistema apresentou taxas de degradação que variaram de 71 a 99,98%. Levando a mineralização de 97,60% da demanda de carbono orgânico.

Aplicação de peroxidase para degradação de deoxinivalenol

Deoxinivalenol (DON), uma das principais micotoxinas encontradas em matrizes alimentares, é um composto químico que possui em sua estrutura um anel epóxido que lhe confere alto grau de toxicidade. A aplicação de enzimas em processos de degradação de DON vem se destacando, pela estabilidade durante o processo reacional e baixo custo de produção. O objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de peroxidase proveniente de farelo de arroz (FA) e farelo de soja (FS) para degradar DON. As condições de obtenção da PO a partir de FA foram definidas por planejamento experimental DCCR 23 , sendo extraída de 5 g de farelo com 50 mL de tampão fosfato 0,04 mol L-1 pH 5, agitados orbitalmente durante 60 min a 100 rpm, e para a PO obtida de FS as condições diferenciaram somente quanto a solução extratora, tampão fosfato 0,01 mol L-1 pH 4,7. A técnica que apresentou melhores índices de purificação para a enzima foi a partição trifásica apresentando fator de purificação e recuperação de 5,6 e 50 % para a obtida de FA e 13,61 e 50 % para FS. A PO de FA apresentou maior atividade em tampão fosfato 5 mmol L-1 pH 5,5 para as formas bruta e pura, diferindo na temperatura de reação de 25 °C e 10 °C, KM de 0,15 e 0,06 mmol L-1 e Vmáx de 769 e 667 U mg-1 , respectivamente. A PO de FS as condições foram: tampão fosfato 5 mmol L-1 pH 5, reação a 35 e 30 °C durante 10 e 5 min, KM de 0,17 e 0,05 mmol L-1 e Vmáx de 196 e 182 U mg-1 , respectivamente. A PO de FA demonstrou maior estabilidade em pH 5 enquanto que a de FS em pH 6, ambas enzimas apresentaram maior estabilidade térmica a 0 °C, as massas moleculares encontradas por eletroforese foram 41 e 34 kDa, respectivamente. Ao final das etapas de obtenção, purificação e caracterização obteve-se uma atividade específica de 116 e 794 U.mg-1 , e 4363 e 17453 U g-1 , respectivamente para PO de FA e FS. A determinação de DON e De-DON foi realizada por HPLC-DAD e LC-ESI-MS/MS para avaliação dos ensaios de degradação. A enzima comercial HRP, mostrou maior potencial de redução sobre DON (55% após 1 h de reação), no entanto em 3 h de reação, a concentração inicial da micotoxina DON foi verificada, o que evidencia que a redução pode ocorrer por adsorção ou por formação de um composto de degradação que apresente a mesma massa molecular. O emprego da enzima PO obtida de FA e FS na degradação necessita de uma avaliação cinética micotoxicologica para definição das condições de redução significativa dos níveis de DON.

Degradação de Ocratoxina a: estudo de processo e toxicidade

A ocratoxina A (OTA), micotoxina encontrada em diferentes níveis e em diversas matrizes, apresenta efeitos carcinogênicos, nefrotóxicos e teratogênicos. O desenvolvimento de métodos capazes de diminuir esta contaminação a níveis permitidos pela legislação é incentivado e os processos biológicos utilizados envolvem o uso de enzimas e/ou microrganismos para degradação da OTA e são preferenciais pela especificidade, bem como pelas condições brandas para a detoxificação. O objetivo do trabalho foi estudar a ação de carboxipeptidase A nos níveis e na toxicidade de OTA, visando aplicar a técnica para detoxificar farinhas de trigo. Primeiramente foi estimado o risco de exposição à ocratoxina A pelo consumo de farinhas de trigo. Para isso foram estabelecidas condições de determinação de OTA em farinhas de trigo, empregando técnicas de estatística multivariada para definir os principais interferentes na extração de OTA pelo método de QuEChERS e detecção em CLAE-FL. O método validado permitiu a avaliação da ocorrência natural em 20 amostras de farinha de trigo, estando estas contaminadas na faixa de 0,22 a 0,85 µg.kg-1 , apresentando um valor de ingestão diária de 0,08 ngOTA.dia-1 .kgmassacorpórea -1 e uma disponibilidade de 94,4%. Em seguida foi realizada a padronização da extração de carboxipeptidase A em biomassa de Rhizopus oryzae que consistiu em agitação ultrassônica durante 30 minutos numa potencia fixa de 150 W e 40 kHz e a triagem de agentes biológicos para degradação de OTA. Para o estudo da degradação in vitro de OTA, método de extração e detecção de OTA e OTα em CLAEFL foi validado e o processo de degradação foi realizado com Rhizopus oryzae e Trichoderma reesei, obtendo-se uma redução máxima de 63,5% e 57,7%, respectivamente. A degradação apresentou uma correlação alta (R>0,9) e significativa (p<0,05) com a produção de Otα, indicando que ocorreu a produção de enzimas capazes de hidrolisar a micotoxina, por exemplo, a carboxipeptidase A. O estudo da toxicidade de OTA e seu metabólito OTα foi realizado em neutrófilos humanos, onde foi observado a ausência de efeito tóxico de OTα. Também foi determinado o mecanismo de toxicidade de OTA pelo aumento de Ca2+ intracelular pela liberação a partir das reservas internas. Esta liberação, subsequentemente, provoca uma cascata de eventos, nomeadamente: a produção de espécies reativas, depleção de ATP, perda de ΔΨm, levando à morte por necrose. Para reduzir o risco de exposição à micotoxina pela ingestão de matéria prima contaminada, carboxipeptidase A extraída de diferentes fontes foi aplicada na hidrólise de OTA em farinha de trigo para posterior determinação do conteúdo residual de OTA e OTα, empregando método validado. O estudo mostrou uma redução de OTA entre 16,8 e 78,5% e produção de OTα entre 2 a 8,2 ng.g-1 . As carboxipeptidases mais promissoras para degradação foram as provenientes de Rhizopus e Trichoderma e a carboxipeptidase comercial. Ficou demonstrado que se pode recomendar a aplicação de enzimas proteolíticas, tipo carboxipeptidase, para reduzir o risco de exposição à micotoxina quando utilizada matéria prima contaminada, por exemplo, farinha de trigo para diferentes processos. A transformação de OTA para OTα e seus efeitos na redução da toxicidade da micotoxina corroboram com esta afirmação.

Desenvolvimento de sistema automatizado para o monitoramento da degradação de resíduos de brometo de etídio

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015.

Controlo de infestantes monocotiledóneas com diferentes doses de herbicidas em pós-emergência de trigo mole (Triticum aestivum L.) de sementeira directa

Neste trabalho estudou-se a eficiência dos herbicidas Herbipec 500 FL (s.a. Clortolurão) e Dopler Super (s.a. Diclofope-Metilo+Fenoxaprope-P-Etilo+Mefenepir-Dietilo) no controlo, em pós-emergência de infestantes Monocotiledóneas, e na produção de grão e suas componentes, na cultura do trigo mole em sementeira directa, combinando doses inferiores às recomendadas pelos fabricantes. Os ensaios decorreram nos anos agrícolas de 2006/2007 e 2007/2008, na Herdade do Louseiro no concelho de Évora e na Herdade da Revilheira no concelho de Reguengos de Monsaraz, respectivamente. Na experimentação efectuou-se o estudo dos dois herbicidas, com 3 níveis cada, correspondentes a nove tratamentos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições cada. Verificou-se uma maior eficiência no controlo das plantas infestantes de Lolium rigidum Gaud. e de Juncus bufonius L. e, consequentemente, um maior número de grãos e uma produção de grão de trigo elevada com 2 litros ha-l de Herbipec 500 FL e 0,5 litro ha-1 de Dopler Super. ABSTRACT: The purpose of this work was to study the efficiency of the herbicides Herbipec 500 FL (a.i. chlorotoluron) and Dopler Super (a.i. diclofop-methyl + fenoxaprop-P-ethyl + mefenpyr-diethyl) to control grass weeds at post-emergence in no-till bread wheat and consequently to do the evaluation of potential grain yield combining reduced doses to the recommended ones by the manufacturers. The trials were carried out over two growing seasons (2006/2007 and 2007/2008) on the farm "Revilheira" and on a private farm "Louseiro", both in the district of Évora. Trials to study effects of three doses of a two herbicides, with three levels each, corresponding to nine treatments were executed. The experimental design was a randomized block with four replications each. The results showed a great efficiency and grain yield wheat with the mixture with 2 l ha-1 Herbipec 500 FL and 0,5 1 ha-1 Dopler Super to controlling Lolium spp. and Juncus bufonius L..

Evolução da degradação de fachadas : efeito dos agentes de degradação e dos elementos constituintes

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Degradação do PMMA através da reação despolimerização uitlizando catalisadores de óxidos mistos

In this work, mixed oxides were synthesized by two methods: polymeric precursor and gel-combustion. The oxides, Niquelate of Lanthanum, Cobaltate of Lanthanum and Cuprate of Lanthanum were synthesized by the polymeric precursor method, and treated at 300 º C for 2 hours, calcined at 800 º C for 6h in air atmosphere. In gel-combustion method were produced and oxides using urea and citric acid as fuel, forming for each fuel the following oxides Ferrate of Lanthanum, Cobaltato of Lanthanum and Ferrato of Cobalt and Lanthanum, which were submitted to the combustion process assisted by microwave power maximum of 10min. The samples were characterized by: thermogravimetric analysis, X-ray diffraction; fisisorção of N2 (BET method) and scanning electron microscopy. The reactions catalytic of depolymerization of poly (methyl methacrylate), were performed in a reactor of silica, with catalytic and heating system equipped with a data acquisition system and the gas chromatograph. For the catalysts synthesized using the polymeric precursor method, the cuprate of lanthanum was best for the depolymerization of the recycled polymer, obtaining 100% conversion in less time 554 (min), and the pure polymer, was the Niquelate of Lanthanum, with 100% conversion in less time 314 (min). By gel-combustion method using urea as fuel which was the best result obtained Ferrate of Lanthanum for the pure polymer with 100% conversion in less time 657 (min), and the recycled polymer was Cobaltate of Lanthanum with 100 % conversion in less time 779 (min). And using citric acid to obtain the best result for the pure polymer, was Ferrate of Lanthanum with 100% conversion in less time 821 (min and) for the recycled polymer, was Ferrate of Lanthanum with 98.28% conversion in less time 635 (min)

Seletividade de herbicidas pré-emergentes em campos de produção de sementes de Paspalum regnellii CV. BRS Guará.

2015

Monitorização da vegetação infestante em arrozais e prospeção de resistência a herbicidas em Echinochloa spp.

Mestrado em Engenharia Agronómica - Especialização em Proteção das plantas - Instituto Superior de Agronomia - UL

Plantas transgênicas resistentes a herbicidas e interações com o meio ambiente.

2009

Degradação da proteína Cry1Ac de Bacillus thuringiensis por bactérias de solo de cultura do algodão transgênico e convencional (Gossypium hirsutum).

2009

Uso da glicerina oriunda da síntese do biodiesel em sistemas microemulsionados visando aplicação de herbicidas

The program PROBIODIESEL from the Ministry of Science and Technology has substantially increased glycerine, obtained as a sub-product of biodiesel production process, making it necessary to seek alternatives for the use of this co-product. On the other hand, herbicides although play a role of fundamental importance in the agricultural production system in force, have been under growing concern among the various segments of society because of their potential environmental risk. In this work, we used glycerin in microemulsion systems for application of herbicides, to improve efficiency and lower environmental pollution caused by the loss of those products to the environment. To obtain the systems of microemulsinados were used Unitol L90 NP and Renex 40 as surfactants, butanol as co-surfactant, coconut oil as oil phase and aqueous phase as we used solutions of glycerin + water. Through the determination of phase diagrams, the microemulsion region was found in the system E (L90 Unitol, coconut oil and glycerin + water 1:1). Three points were chosen to the aqueous phase rich in characterization and application in the solubilization of glyphosate and atrazine. Three experiments were performed in Horta, Department of Plant Sciences, Plant Science Sector, UFERSA, Mossoró-RN. The first experiment was conducted in randomized complete blocks with 20 treatments and four replications. The treatments consisted of five doses of the herbicide glyphosate (0.0, 0.45, 0.9, 1.35 and 1.8 L ha-1) diluted with four sauces: C1, C2, C3 (microemulsions) and C4 (water). The phytotoxicity of Brachiaria brizantha was measured at 7, 14, 28 and 60 DAA (days after application). At 60 DAA, we evaluated the biomass of plants. The second experiment was developed in randomized complete blocks with 20 treatments and four repetitions. The treatments consisted of five doses of the herbicide atrazine (0.0, 0.4, 0.8, 1.6 and 2.4 L ha-1) diluted with four sauces: C1, C2, C3 (microemulsions) and C4 (water). The phytotoxicity on Zea mays and Talinum paniculatum was evaluated at 2, 7, 20 DAA. The experiment III was developed in randomized complete blocks with 16 treatments and three repetitions. The treatments consisted of 16 combinations among the constituents of the microemulsion: Unitol L90 surfactant (0.0, 1.66, 5.0, 15 %) and glycerin (0.0, 4.44, 13.33 and 40.0 %). The phytotoxicity on Zea mays was evaluated at 1, 7 and 14 DAA. At 14 DAA, we evaluated the biomass of plants. The control plants using the microemulsions was lower than in the water due to the poisoning caused by the initial microemulsions in the leaves of the plants, a fact that hinders the absorption and translocation of the herbicide. There was no toxicity in Zea mays plants caused by the herbicide, however, were highly intoxicated by microemulsions. T. paniculatum was better controlled in spraying with the microemulsions, regardless of the dose of the herbicide. The glycerine did not cause plant damage. Higher poisoning the plants are caused by tensoactive Unitol L90 and higher rates occur with the use of higher concentrations of surfactant and glycerin, or microemulsion. The microemulsions used hampered the action of glyphosate in controlling B. brizantha and caused severe poisoning in corn, and these poisonings attributed mainly to the action of surfactant

Resistência de plantas daninhas a herbicidas no Brasil: histórico, distribuição, impacto econômico, manejo e prevenção.

Histórico e distribuição da resistência de plantas daninhas a herbicidas no Brasil. Impacto econômico da resistência de plantas daninhas a herbicidas no Brasil. Manejo e prevenção da resistência de plantas daninhas a herbicidas no Brasil. Manejo e controle de azevém com resistência múltipla. Manejo e controle de buva com resistência múltipla. Manejo e controle de capim-amargoso resistente ao glifosato.