Analytical methods to study fate of organic pollutants in environment

Environmental transport of pollutants comprises distinct processes such as volatilization, leaching and surface runoff. Sorption is one of the most important phenomena that affects leaching, and thus the fate of hydrophobic organic pollutants in soils and also control their distribution in the soil/water environment. The work developed focuses the optimization of analytical techniques for monitoring the sorption behaviour of organic pollutants, 17α- ethinylestradiol (EE2) and atrazine, and their fate in aqueous environment. Initially, the development of several analytical techniques, such as micellar electrokinetic chromatography, spectral deconvolution, using UV-Vis and fluorescence spectroscopy, and also enzyme linked immunosorbent assay was performed. Optimization, method performance and recovery tests are described and results discussed. Moreover, in order to evaluate the applicability of the previously optimized method, atrazine and EE2 sorption to soil samples was performed. The work developed provide several options, in terms of methodology to follow sorption of atrazine onto soils, however the choice depends on the laboratory conditions and on the analyst preferences. The advantages and disadvantages of each methodology should be evaluated first. The second part of this work consisted in the sorption behaviour study of those two different hydrophobic organic pollutants onto different soil samples. Soil organic matter chemical characterization, being essential to understand the binding mechanism responsible for the interactions, was made. The results of atrazine binding to organic matter pointed out that carboxyl units and aromaticrich organic matter are the most efficient binding agents for atrazine. EE2 adsorbs strongly to soil organic matter and is mainly stabilized by hydrophobic interactions, through aromatic nuclei face to face with surface and/or another EE2 molecule association. Farmyard manure soil contains higher aromatic and carboxyl units, indicating that this type of manure can be effectively used to minimize the residual toxicity of EE2 and atrazine present in soils, increasing the sorption and reducing leaching onto water resources. Since the final destination of organic pollutants can be ground, surface and/or waste water, atrazine and 17α-ethinylestradiol were quantified in several water samples.

Environmental factors, clipping and fire: effects on cerrado (Brazilian savanna) native and invasive grasses

The Brazilian Cerrado houses a hugely diverse biota and is considered a conservation hotspot. One of the greatest threats to the integrity of this ecosystem is introduced African grasses, which can competitively exclude native grasses and cause changes in the microclimate and other disturbances. The Cerrado is a mosaic vegetation that provides different combinations, both spatially and temporally, of conditions that can become natural stressors to the herbaceous vegetation (water, nutrient and light availability). These mosaics are reflected in differences in relationships among native and invasive species, affecting competition and creating situations (place/season) that are more, or less, susceptible to invasion. The present study aimed to identify the different biological responses of native (Aristida recurvata, Aristida setifolia, Axonopus barbigerus, Echinolaena inflexa, Gymnopogon spicatus, Paspalum gardnerianum, Paspalum stellatum, Schizachyrium microstachyum, Schizachyrium sanguineum) and invasive (Melinis minutiflora and Andropogon gayanus) grasses to variations in natural stressors and to disturbance (fire and clipping), in order to understand changes in ecosystem functioning and competition processes between the grasses, and to understand invasion dynamics in this ecosystem. The presence of invasive species proved to affect the ecosystem functioning by increasing soil feeding activity. These differences were no longer observed in the dry season or when fires were frequent, showing that water availability and fire are more detrimental to soil feeding activity than is the vegetation. Laboratory experiments showed that both drought and flood simulated scenarios damaged both species, although the invasive species performed better under all watering conditions and responded better to fertilization. Underlying mechanisms such as the efficiency of photosynthesis and antioxidant mechanisms helped to explain this behavior. The invasive species grew faster and showed less cellular damage and a healthier photosystem, reflected in higher assimilation rates under stress. These differences between the native and invasive species were reduced with clipping, especially in dry soil with no fertilization, where the native species recovered better in relation to the pre-clipping levels. Flooding was as stressful as drought, but the invasive species can bypass this issue by growing an extensive root system, especially in the better-drained soils. Fire is more detrimental than clipping, with a slower recovery, while post-fire temperatures affect the germination of both invasive and native seeds and may be an important factor influencing the persistence of a diverse biota. This approach will finally contribute to the choice of the appropriate management techniques to preserve the Cerrado’s biodiversity.

Salt removing species

Dissertação de Mestrado, Gestão da Água e da Costa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2007

Estratégias de controlo da poluição das águas subterrâneas pelos nitratos de origem agrícola

Tese de dout., Ciências Agrárias, Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais, Univ. do Algarve, 2003

Contributos para o estudo da clorose férrica

Dissertação de mest., Hortofruticultura, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2013

Sperm motility in Solea senegalensis: effect of temperature, salinity, pH and ovarian fluid

A análise da mobilidade seminal é uma ferramenta importante para reprodução em aquacultura. Esta é uma técnica in vitro que auxilia a estabulação, manutenção e selecção de lotes de reprodutores. A análise de mobilidade seminal pode tornar-se potencialmente uma ferramenta para o melhoramento das condições do ambiente de fertilização. A utilização do software CASA (Computer Assisted Sperm Analysis) revolucionou a descrição e quantificação específica da mobilidade seminal. A maioria da informação recolhida sobre mobilidade de sémen de peixes baseia-se em espécies de água doce, pelo que é crucial conhecer as condições óptimas de activação da mobilidade de espermatozóides para novas espécies de de água salgada de interesse em aquacultura tal como Solea senegalensis. A optimização das condições de fertilização desta espécie é particularmente importante já que os lotes de reprodutores em cativeiro podem desenvolver disfunções reprodutoras. Este trabalho teve como objectivo realizar a avaliação das condições óptimas de activação da mobilidade do sémen em S. senegalensis em termos de temperatura, salinidade e pH. O segundo objectivo foi realizar a avaliação da influência de fluido ovárico homólogo (S. senegalensis) e heterólogo (Epinephelus marginatus) na mobilidade seminal de S. senegalensis. Deste modo foram realizados dois conjuntos de experiências: 1) mobilidade de sémen de 7 machos analisado através do CASA em diferentes temperaturas, salinidades e pH, 2) mobilidade de sémen de 8 machos activados na presença de diferentes concentrações de fluido ovárico. Os parâmetros do CASA foram registados e posteriormente analisados através de médias e cluster analysis. Concluiu-se que temperaturas mais elevadas (20 ºC) e baixas salinidades (25 ‰ e 30 ‰) da solução de activação ocorre um melhoramento das características de mobilidade seminal, tal como a velocidade. A presença de fluido ovárico em baixas concentrações melhora as características da mobilidade seminal assim como a longevidade dos espermatozóides. O fluido ovárico é consequentemente um factor que estimula a mobilidade seminal que tem sido negligenciado em estudos anteriores. Este estudo demonstrou que durante a época de reprodução a temperatura da água (20 ºC) e a salinidade (25 ‰ e 30 ‰) no tanque são os principais factores que melhoram a activação da mobilidade do sémen, sendo consequentemente uma contribuição importante para compreender a dinâmica do processo de fertilização em S. senegalensis.

Assessment of the mineralogenic toxicity of aquatic pollutants

In ecotoxicology a major focus is in the aquatic environment, not only because it presents a great economic value to man but it is an ecosystem widely affected by the growing anthropogenic pollution. Most of the studies performed relate to adverse effects in development, reproductive or endocrine disruption but little is known about the possible effects in bone formation and skeletal development. In this study, we set out to evaluate the effects of 8 aquatic pollutants on the skeletal development using an in vivo system, the zebrafish larvae aged 20 days post-fertilization, through chronic exposure. Several endpoints were considered such as the cumulative mortality, total length, occurrence of skeletal deformities and marker gene expression. We were able to establish LD50 values for some pollutants, like 3-methylcholanthrene, lindane, diclofenac, cobalt and vanadate and found that the total length was not affected by any of the pollutants tested. Cobalt was the most harmful chemical to affect hatching time, severely affecting the ability of the zebrafish embryos to hatch and overall the number of deformities increased upon exposure to tested chemicals but no patterns of deformities were identified. We also propose that 3-methylcholanthrene has an osteogenic effect, affecting osteoblast and osteoclast function and that op levels can act as a mediator of 3-methylcholanthrene toxic stress to the osteoblast. In turn we found naphthalene to probably have a chondrogenic effect. Our results provided new insights into the potential osteotoxicity of environmental pollutants. Future studies should aim at confirming these preliminary data and at determining mechanisms of osteotoxicity.

How hydrogen peroxide and CXCL8 modulate neutrophil recruitment "in vivo"

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Studies on arbuscular mycorrhiza (AM) in the Alentejo (Portugal) using pea mutants resistant to AM fungi as a control tool for field conditions

The utilization and management of arbuscular mycorrhiza (AM) symbiosis may improve production and sustainability of the cropping system. For this purpose, native AM fungi (AMF) were sought and tested for their efficiency to increase plant growth by enhanced P uptake and by alleviation of drought stress. Pot experiments with safflower (Carthamus tinctorius) and pea (Pisum sativum) in five soils (mostly sandy loamy Luvisols) and field experiments with peas were carried out during three years at four different sites. Host plants were grown in heated soils inoculated with AMF or the respective heat sterilized inoculum. In the case of peas, mutants resistant to AMF colonization were used as non-mycorrhizal controls. The mycorrhizal impact on yields and its components, transpiration, and P and N uptake was studied in several experiments, partly under varying P and N levels and water supply. Screening of native AMF by most probable number bioassays was not very meaningful. Soil monoliths were placed in the open to simulate field conditions. Inoculation with a native AMF mix improved grain yield, shoot and leaf growth variables as compared to control. Exposed to drought, higher soil water depletion of mycorrhizal plants resulted in a haying-off effect. The growth response to this inoculum could not be significantly reproduced in a subsequent open air pot experiment at two levels of irrigation and P fertilization, however, safflower grew better at higher P and water supply by multiples. The water use efficiency concerning biomass was improved by the AMF inoculum in the two experiments. Transpiration rates were not significantly affected by AM but as a tendency were higher in non-mycorrhizal safflower. A fundamental methodological problem in mycorrhiza field research is providing an appropriate (negative) control for the experimental factor arbuscular mycorrhiza. Soil sterilization or fungicide treatment have undesirable side effects in field and greenhouse settings. Furthermore, artificial rooting, temperature and light conditions in pot experiments may interfere with the interpretation of mycorrhiza effects. Therefore, the myc- pea mutant P2 was tested as a non-mycorrhizal control in a bioassay to evaluate AMF under field conditions in comparison to the symbiotic isogenetic wild type of var. FRISSON as a new integrative approach. However, mutant P2 is also of nod- phenotype and therefore unable to fix N2. A 3-factorial experiment was carried out in a climate chamber at high NPK fertilization to examine the two isolines under non-symbiotic and symbiotic conditions. P2 achieved the same (or higher) biomass as wild type both under good and poor water supply. However, inoculation with the AMF Glomus manihot did not improve plant growth. Differences of grain and straw yields in field trials were large (up to 80 per cent) between those isogenetic pea lines mainly due to higher P uptake under P and water limited conditions. The lacking N2 fixation in mutants was compensated for by high mineral N supply as indicated by the high N status of the pea mutant plants. This finding was corroborated by the results of a major field experiment at three sites with two levels of N fertilization. The higher N rate did not affect grain or straw yields of the non-fixing mutants. Very efficient AMF were detected in a Ferric Luvisol on pasture land as revealed by yield levels of the evaluation crop and by functional vital staining of highly colonized roots. Generally, levels of grain yield were low, at between 40 and 980 kg ha-1. An additional pot trial was carried out to elucidate the strong mycorrhizal effect in the Ferric Luvisol. A triplication of the plant equivalent field P fertilization was necessary to compensate for the mycorrhizal benefit which was with five times higher grain yield very similar to that found in the field experiment. However, the yield differences between the two isolines were not always plausible as the evaluation variable because they were also found in (small) field test trials with apparently sufficient P and N supply and in a soil of almost no AMF potential. This similarly occurred for pea lines of var. SPARKLE and its non-fixing mycorrhizal (E135) and non-symbiotic (R25) isomutants, which were tested in order to exclude experimentally undesirable benefits by N2 fixation. In contrast to var. FRISSON, SPARKLE was not a suitable variety for Mediterranean field conditions. This raises suspicion putative genetic defects other than symbiotic ones may be effective under field conditions, which would conflict with the concept of an appropriate control. It was concluded that AMF resistant plants may help to overcome fundamental problems of present research on arbuscular mycorrhiza, but may create new ones.

Sincronização de cio de vacas mertolengas e inseminação artificial a tempo fixo com sémen de touro brahman

O maior rendimento num efectivo de bovinos de carne são os vitelos. O cruzamento de Bos indicus com Bos taurus tem vindo a ser praticado em vários Países como os EUA e o Brasil. A descendência daqui resultante mostra vantagens em relação às raças puras, desde a sua criação, que exige poucos custos, até ao maior lucro proveniente da sua venda. Assim, torna-se interessante explorar esta prática em Portugal onde o custo de produção é significativamente mais alto. A fim de evitar perdas de tempo na detecção de cio e permitir a aplicação de Inseminação Artificial a Tempo Fixo, hoje em dia são frequentemente utilizados protocolos de sincronização de cio e ovulação. Este trabalho teve como objectivo avaliar a influência da gonadotrofina coriónica equina, associada a uma progesterona e prostaglandina na sincronização do estro e da ovulação, sobre a taxa de sincronização e fertilização em vacas de carne Mertolengas (Bos taurus) IATF com sémen de touro de Brahman (Bos indicus). Foram seleccionadas 20 vacas Mertolengas cíclicas e com uma condição corporal entre 2 e 3,5 (escala de 1 a 5, Houghton et al., 1990). No dia 0 foi implantado a todos os animais um implante intravaginal de progesterona (CIDR®; 1,9g; Pfizer). No dia 8 administrou-se prostanglandina F2α (Dinolytic®; 5ml; IM; Pfizer). No dia 9 foi aplicada Gonadotrofina Coriónica (Intergonan® 6000UI; IM; Intervet) e o CIDR® (Pfizer) foi retirado. No dia 11 de tratamento, em horário pré-estabelecido, 48horas após a injecção de eCG foi realizada inseminaçao artificial de todos os animais com sémen de touro Brahman. A sincronização de cio neste estudo teve uma taxa de sucesso de 90% (18/20) e uma taxa de concepção de 40% (8/20). Com o cruzamento destas duas raças é esperado criar uma descendência capaz de produzir vitelos de boa qualidade e com o menor custo possível.

Controlo populacional do Elefante Africano : a imunocontracepção

A imunocontracepção tem sido proposta como possível ferramenta para controlar populações de elefantes que ultrapassem as capacidades do habitat onde vivem. Até à data a única técnica imunocontraceptiva testada em elefantes selvagens foi a vacina contra a zona pelúcida de elefantes fêmea utilizando zona pelúcida porcina (pZP) numa vacina que induz a formação de anticorpos anti-zona pelúcida e consequente bloqueio do processo de fertilização. A literatura disponível revela que tal vacina tem uma eficácia contraceptiva que varia entre 22% e 100%, pode ser administrada à distância através de um dardo, é segura para animais gestantes, não passa na cadeia alimentar e é reversível, pelo menos a médio prazo. O estudo realizado no âmbito deste trabalho, teve como objectivo avaliar a técnica utilizada para a vacinação com pZP da população de elefantes femêa na Makalali game reserve (Africa do Sul) em relação ao método, tempo, efeitos secundários, e custos envolvidos. Todos os animais foram vacinados apartir de um helicóptero, o processo teve uma duração média por elefante de 2.8 minutos, observou-se efeitos secundários locais em 4 individuos, duas das três manadas evidenciaram alterações comportamentais após a vacinação, e o custo total da operação foi de 3417 dólares americanos.

Aspectos do comportamento reprodutivo de Aegla platensis Schimitt, em condições de cultivo (Crustacea, Anomura, Aeglidae)

Os eglídeos constituem o único grupo de anomuros que ocorrem em águas continentais, na região subtropical e temperada da América do Sul. Com o objetivo de obter informações sobre o comportamento reprodutivo desse grupo, machos e fêmeas de Aegla platensis foram coletados no Arroio do Mineiro, na bacia hidrográfica do rio Gravataí, no município de Taquara, localidade da Fazenda Fialho, RS (29° 46 S - 50° 53 W) e trazidos para o laboratório para aclimatação e posterior observação. Na sala de cultivo do laboratório de crustáceos da UFRGS, os animais foram mantidos, observados e filmados durante seis meses ad libitum. Foram montados três experimentos (experimentos 1, 2 e 3), com casais, trincas (um macho e duas fêmeas) e quartetos (um macho e três fêmeas), respectivamente. A partir dos protocolos de observações diárias dos experimentos e das filmagens, as atividades dos animais, o comportamento reprodutivo e a influência da maturidade fisiológica das fêmeas no comportamento reprodutivo foram descritos e analisados. Ao longo das observações os animais exibiram atos de inatividade e atividades de rotina. Tanto os machos quanto as fêmeas alternaram períodos de atividade, nos quais basicamente alimentaram-se e limparam-se, com períodos de letargia, nos quais estavam escondidos. O número e a maturidade fisiológica das fêmeas nos experimentos influenciaram as atividades dos animais. Fêmeas maduras em um mesmo aquário com fêmeas imaturas (experimento 2) apresentaram uma maior atividade, podendo ser explicada por competição por comida. Com três fêmeas em um mesmo aquário (experimento3), os machos aumentam suas atividades. Talvez os machos, com o aumento do número de fêmeas precisem sair dos abrigos ou do estado de letargia para “controlar” o ambiente. O comportamento reprodutivo da espécie foi descrito em três diferentes fases: fase pré-copulatória, fase copulatória e fase pós-copulatória. A fase pré-copulatória foi caracterizada pela exibição dos atos de agarrar e cortejar exibidos pelos machos. Verificou-se uma tendência, ao longo dos experimentos, com o aumento do número de fêmeas, de um aumento na exibição do ato de agarrar, e conseqüente diminuição da corte, sugerindo que o ato de agarrar está relacionado com o reconhecimento das fêmeas e de seus diferentes estágios de maturação das gônadas. Durante a fase copulatória, evidências indicam que o quinto par de pereiópodos pode ser o apêndice responsável pela produção e transferência desse pacote de espermatozóides. Após a cópula, o macho permanece próximo à fêmea, para que essa dar início à fertilização e posterior fixação dos ovos aos pleópodos. O comportamento reprodutivo de A. platensis caracteriza-se por uma fase précopulatória diretamente relacionada à maturidade fisiológica das fêmeas, mediada por atos agonísticos (agarrar) ou atos ritualizados (cortejar), além de uma fase copulatória envolvendo fêmeas em estágio de inter-muda, que também são encontradas em outros grupos de crustáceos decápodos. Algumas dessas características podem ser identificadas em outros anomuros até então estudados, mas o fato novo dentro do grupo é que a espécie não possui espermatóforos produzidos nos vasos deferentes.

Algumas polêmicas envolvendo a utilização de células-tronco embrionárias no Brasil: um desafio à inovação jurisdicional

A finalidade da presente dissertação será o exame de algumas das muitas polêmicas éticas e jurídicas que envolvem a utilização das células-tronco embrionárias humanas para fins de pesquisa e terapia. A utilização de tais células-tronco foi aprovada pela Lei n.º 11.105 de 2005, conhecida como a nova Lei de Biossegurança, cujo artigo 5º permitiu, apenas para fins de pesquisa e terapia, a utilização das citadas células obtidas de embriões humanos provenientes do processo de fertilização in vitro, não utilizados no respectivo procedimento, atendidas certas condições. Assim que entrou em vigor, o citado dispositivo sofreu por parte do Procurador Geral da República a Ação Direta de Inconstitucionalidade (ADI) nº 3510, que gerou amplos debates de âmbito multidisciplinar. Apesar da declaração de constitucionalidade do referido artigo, ainda são muitas as polêmicas de ordem jurídica e ética. Questiona-se, principalmente, as divergências existentes acerca da natureza jurídica do embrião, produzido in vitro e excedente nos processos de fertilização, bem como a adequação do princípio constitucional da Dignidade Humana neste contexto. São demonstradas, ainda, questões pertinentes ao patenteamento de material genético e, consequentemente, das células-tronco embrionárias.

"Pegue o seu papel e cale a boca": da emergência da prática da orientação vocacional

Objetiva a análise histórico-genealógica da prática de Orientação Vocacional, visando apontar as condiçoes de possibilidade da entrada em cena desta prática. No funcionamento de "focos locais de poder-saber", a fertilização de configurações caleidoscópicas; o acionamento de técnicas e procedimentos, tendo como alvo o corpo humano. A genealogia articula corpo e história. Inicia pelo delinear o traçado do campo de problematização que serve a essa prática. No encaminhamento genealógico do problema, com a implicação de reintroduzí-lo no devir histórico, segue indicando alguns elementos que se edificaram na história projetando uma nova prática. A forma "adolescente" se coloca como problema nodal tornando-se como regra metodológica que relações de poder a instituiram como objeto possível no campo do saber. Na afirmação da perspectiva genealógica "agita-se o que se percebia imóvel" - como um objeto natural que possuísse "em-si" uma "função essencial" pré-estabelecida, que então demanda revelar-se. Nos dois últimos capítulos prossegue o riscar em pontilhado do esboço dessa figura histórica que se anunciaria com os sinais de sua emergência em algum ponto da trajetória da relação credor-devedor. Uma outra relação se fabricaria no Brasil Império, sendo investida a família como "espaço de manobra" ou campo de intervenção. Destitui-se, nesta linha metodológica, um ponto de origem num projeto de evolução tecnológica do saber na forma de uma construção lógica. É proposta a prática de uma "analítica do vocacional": o trabalhar no domínio específico formado pelas relações de poder, buscando determinar os instrumentos que permitem analisá-lo.

Panorama da Pesquisa em Direito: I Colóquio

Este livro contém os trabalhos apresentados pelos discentes de programas de pós-graduação strictu sensu do estado de São Paulo durante o I Colóquio, Pesquisa em Direito. A seleção dos discentes e dos textos coube a cada um dos programas de pós-graduação, a partir de um edital preparado em conjunto entre os coordenadores desses programas. É essa seleção que compõe esta obra, editada de forma a oferecer aos leitores cada um dos programas paulistas de pós-graduação em Direito.