Intracellular biosynthesis and removal of copper nanoparticles by dead biomass of yeast isolated from the wastewater of a mine in the brazilian Amazonia

In this study was developed a natural process using a biological system for the biosynthesis of nanoparticles (NPs) and possible removal of copper from wastewater by dead biomass of the yeast Rhodotorula mucilaginosa. Dead and live biomass of Rhodotorula mucilaginosa was used to analyze the equilibrium and kinetics of copper biosorption by the yeast in function of the initial metal concentration, contact time, pH, temperature, agitation and inoculum volume. Dead biomass exhibited the highest biosorption capacity of copper, 26.2 mg g(-1), which was achieved within 60 min of contact, at pH 5.0, temperature of 30°C, and agitation speed of 150 rpm. The equilibrium data were best described by the Langmuir isotherm and Kinetic analysis indicated a pseudo-second-order model. The average size, morphology and location of NPs biosynthesized by the yeast were determined by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and transmission electron microscopy (TEM). The shape of the intracellularly synthesized NPs was mainly spherical, with an average size of 10.5 nm. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis of the copper NPs confirmed the formation of metallic copper. The dead biomass of Rhodotorula mucilaginosa may be considered an efficiently bioprocess, being fast and low-cost to production of copper nanoparticles and also a probably nano-adsorbent of this metal ion in wastewater in bioremediation process

Wilson’s disease in Southern Brazil: genotype-phenotype correlation and description of two novel mutations in ATP7B gene

OBJECTIVE: Wilson's disease (WD) is an inborn error of metabolism caused by abnormalities of the copper-transporting protein encoding gene ATP7B. In this study, we examined ATP7B for mutations in a group of patients living in southern Brazil. METHODS: 36 WD subjects were studied and classified according to their clinical and epidemiological data. In 23 subjects the ATP7B gene was analyzed. RESULTS: Fourteen distinct mutations were detected in at least one of the alleles. The c.3207C>A substitution at exon 14 was the most common mutation (allelic frequency=37.1%) followed by the c.3402delC at exon 15 (allelic frequency=11.4%). The mutations c.2018-2030del13 at exon 7 and c.4093InsT at exon 20 are being reported for the first time. CONCLUSION: The c.3207C>A substitution at exon 14, was the most common mutation, with an allelic frequency of 37.1%. This mutation is the most common mutation described in Europe.

Oxidación de Cu(I) en agua de mar

La cinética de oxidación de Cu(I) con oxígeno, a concentración nanomolar, se ha estudiado en función de la concentración de cobre (I), pH, concentración de bicarbonato y de la temperatura, al objeto de obtener las ecuaciones de dependencia de la constante de velocidad con cada variable, en NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar. Los estudios a escala nanomolar se han comparado con los estudios realizados por otros autores a escala micromolar. El tiempo de vida medio a nivel nanomolar es superior en ambos medios, lo que justifica la presencia de concentraciones medibles de Cu(I) en aguas superficiales. La constante de velocidad de segundo orden (k) es independiente de la concentración de Cu(I), en el rango de 20 a 200 nM, con lo que los resultados permiten una visión más realista de lo que ocurre en el océano. En los estudios del efecto del pH en la cinética de oxidación se obtienen rectas próximas para disolución de NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar, por lo que las interacciones específicas pueden despreciarse o quedar compensadas entre sí. La ecuación obtenida para cada caso es: Logk(NaCl) = −2.453(±0.341) + 0.611(±0.044)pH (para NaCl) Logk(sw) = −1.484(±0.266) + 0.489(±0.034) pH (para agua de mar) La concentración de bicarbonato produce un aumento en la constante de segundo orden (k) hasta 5mM, comportándose de acuerdo con la ecuación siguiente: [ ] [ ]2 3 2 3 3 2 2 ( ) 1.54 10 ( 3.518 10 ) 3.963( 58.17 10 ) 0.212( 3.242 10 ) 3 NaHCO Logk NaHCO NaHCO − − − ⋅ ± ⋅ = − ± ⋅ + ± ⋅ − El aumento de la temperatura produce un aumento en la constante de velocidad relacionándose este efecto con la entalpía y entropía de activación del proceso. Oxidación de Cu(I) en agua de mar 8 El trabajo realizado supone un mejor conocimiento de los procesos que controlan la cinética de oxidación del Cu(I) en medios naturales y servirán de base para futuros experimentos.

Factores dietéticos asociados a la calidad de vida en el proyecto SUN

Programa de doctorado: Salud pública (epidemiología, planificación y nutrición)

Chemistry of Fe(II) in the presence of organic exudates from phytoplankton and of copper in seawater

Programa de doctorado de Oceanografía ; 2006-2008

Manzano : : distribución de micronutrientes en suelo

Para medir la disponibilidad de los micronutrientes en la zona de mayor densidad radical de los frutales de pepita y carozo y sugerir pautas de manejo que permitan un uso sustentable del recurso suelo, se tomaron muestras representativas de 25 montes cultivados con manzanos a lo largo del Alto Valle del río Negro (Argentina). Se extrajeron muestras a 0-25 y 25-50 cm de profundidad y se determinó la concentración disponible de Fe, Cu, Mn y Zn; granulometría; pH; materia orgánica (MO); carbonatos; P y capacidad de intercambio catiónico (CIC). Los resultados muestran que los micronutrientes se concentran mayoritariamente en la primera capa de suelo analizada, disminuyendo abruptamente en el estrato 25-50 cm. En la capa superficial, la disponibilidad de Cu y Zn está influenciada por el P mientras que el pH afecta la del Fe, Cu, y Mn en el estrato de suelo de 25-50 cm. En conclusión, es posible mejorar la nutrición mineral de los cultivos si se crean condiciones favorables para el crecimiento radical en la capa superficial del suelo.

Monitoreo de cadmio y plomo en los principales fungicidas cúpricos comercializados en Mendoza, Argentina

La aplicación de fungicidas ha tenido un incremento importante en los últimos períodos agrícolas, siendo los cúpricos los más utilizados en nuestro medio. Según el Instituto de Sanidad y Calidad Agropecuaria Mendoza (ISCAMEN), en el período 2004/2005 se han aplicado 2.500 toneladas de estos fungicidas: 44,80% sulfato de cobre; 54,24% oxicloruro de cobre y 0,96% de hidróxido de cobre, cantidades similares a las registradas en los últimos ciclos. Habiéndose detectado metales pesados en estos productos, se pretende determinar sus concentraciones en la mayoría de los cúpricos comercializados en Mendoza. Con tal objetivo se reunieron 53 muestras comerciales de fungicidas cúpricos (44 de sulfato y 9 de oxicloruro de cobre), que representan la mayoría de las marcas comercializadas. Sobre extractos ácidos se determinaron plomo y cadmio mediante espectrofotometría de absorción atómica de llama, contrastando con material de referencia altamente confiable. La legislación argentina sólo establece límites a los contenidos de plomo, el cual no puede superar el valor resultante de la fórmula: Límite de Pb mg.kg-1 = 5 x (% Cu del producto). Para el oxicloruro el valor límite es 275 mg.kg-1 y para el sulfato 125 mg.kg-1. Los datos fueron analizados estadísticamente con los siguientes resultados: para el oxicloruro la media fue de 207,17 mg.kg-1 y el 33,3% de las muestras superaron los valores permitidos para plomo. Para los sulfatos la media fue de 63,06 mg.kg-1 y ninguna de las muestras superó el límite máximo. La presencia de cadmio está representada por medias de 2,64 mg.kg-1 y 1,53 mg.kg-1 para oxicloruro y sulfato de cobre, respectivamente.

Evaluación de metales pesados en suelos de los oasis irrigados de la Provincia de Mendoza : concentraciones totales de Zn, Pb, Cd y Cu

En Mendoza, Argentina, no existen antecedentes respecto de la presencia de elementos trazas, totales y disponibles, relacionados con el uso de los suelos en los oasis irrigados. El objetivo del trabajo, en esta etapa, fue determinar los contenidos totales de plomo (Pb), cadmio (Cd), cinc (Zn) y cobre (Cu) en la capa superficial de suelos (0-25 cm), diferenciados en siete tipos según una clasificación utilitaria: suelos vírgenes (SV); suelos de banquina (SB); suelos vecinos a banquina (SVB); suelos de agricultura intensiva (SAI); suelos de agricultura protegidos por lucha antigranizo (SLAG); suelos afectados por actividad industrial (SI) y suelos urbanos (SU). Sobre un total de 200 muestras se efectuó una digestión ácida en caliente y en los extractos se determinaron los metales en su fracción total, mediante espectrofotometría de absorción atómica (AAS). El análisis estadístico de los datos muestra que los niveles más elevados de Cu y Cd se detectan en SAI, con medias de 39,3 y 2,5 mg kg-1 respectivamente. En SI se observan los mayores valores de Pb, con una media de 80,6 mg kg-1 y en SU los mayores tenores de Zn, con un valor medio de 740 mg kg-1. La Ciudad de Mendoza, con mayor densidad poblacional, presentó los mayores contenidos de Zn, Pb y Cd. Las concentraciones encontradas se ubican por debajo de las exigencias de la legislación argentina y la mayoría de los suelos pueden clasificarse como no contaminados (SNC) o ligeramente contaminados (SLC). Se prevé completar este estudio con la determinación de las fracciones disponibles de los elementos estudiados, correlacionándolos con variables edáficas físico-químicas como textura, pH y materia orgánica.

Vegetación bioindicadora de metales pesados en un sistema semiárido

Evaluar la contaminación por metales pesados en los ecosistemas permite conocer la capacidad bioindicativa de especies vegetativas. El objetivo fue determinar la concentración de metales pesados en Prosopis laevigata, Acacia spp. y Schinus molle bajo el efecto de usos suelo y temporalidad. El área se sitúa en la colindancia de los Municipios de Soledad de Graciano Sánchez y San Luis Potosí fragmentada por usos de suelo: agropecuario, comercio y servicios, residencial urbano y minero. Fueron tomadas muestras de hojas de las tres especies en las estaciones de verano, otoño, invierno y primavera y se evaluó la concentración de metales pesados a través de la técnica de ICP-MS. Los análisis estadísticos indicaron niveles de Aluminio (Al) > Cinc (Zn) > Plomo (Pb) > Cobre (Cu) > Titanio (Ti) > Vanadio (V) > Arsénico (As) > Cromo (Cr) > Cadmio (Cd) > Cobalto (Co). Los elementos Al, As, Cd, Cr, Pb y Ti presentaron niveles por encima del umbral normal en vegetación. El uso de suelo tuvo efecto significativo con Al, Ti, Cd, As y Pb; los árboles ubicados en los usos de suelo minero, comercio y servicios tuvieron la mayor concentración. La especie tuvo efecto significativo con Al y Pb siendo Acacia spp. el que presentó la mayor capacidad de acumulación. La temporada del año impactó significativamente en la acumulación de As, Cd, Co, Cu, Cr y Ti en las tres especies. La dinámica antropogénica de los diferentes usos de suelo genera partículas y residuos con metales pesados impactando en la disponibilidad y acumulación en las especies evaluadas. Se contribuye a evaluar el impacto ambiental en el sistema fragmentado recomendando dar continuidad a este tipo de estudios.

Utilización de material rocoso de desecho minero y enmiendas en la elaboración de sustratos edáficos para revegetar terrenos alterados

Los terrenos intervenidos por compañías mineras resultan alterados en mayor o menor grado según las actividades propias de cada una de ellas. Esta investigación hace referencia a la minera Alumbrera Ltda., que extrae el yacimiento de cobre, oro y molibdeno Bajo de la Alumbrera ubicado al noroeste de la Provincia de Catamarca. Este tipo de actividades genera grandes volúmenes de desechos de materiales rocosos extraídos de los “open pits", muchos de los cuáles pueden constituir sustratos adecuados para la revegetación de los sitios alterados por las mismas. Frente a los costos elevados de traer suelos desde sitios alejados para su uso en revegetación con especies de zonas áridas en sitios alterados por la actividad minera, se plantea el uso de los materiales rocosos inertes de desecho minero denominado Barren Core (BC) y Epidoto Clorita (ECl). Se investigan las causas del mayor éxito del ECI respecto a BC, en el establecimiento y crecimiento de las plantas, a partir del estudio de algunas propiedades hídricas (retención de agua e infiltración) y la obtención de un sustrato edáfico a partir de dichos materiales, Lombricompuesto (L) y suelo Aluvial (SAI)

Discarge compilation from The Global River Discharge (RivDIS) Project

The Global River Discharge (RivDIS) data set contains monthly discharge measurements for 1018 stations located throughout the world. The period of record varies widely from station to station, with a mean of 21.5 years. These data were digitized from published UNESCO archives by Charles Voromarty, Balaze Fekete, and B.A. Tucker of the Complex Systems Research Center (CSRC) at the University of New Hampshire. River discharge is typically measured through the use of a rating curve that relates local water level height to discharge. This rating curve is used to estimate discharge from the observed water level. The rating curves are periodically rechecked and recalibrated through on-site measurement of discharge and river stage.

Estudios de especiación de arsénico y acumulación de metales en muestras de interés medioambiental : Arsenic speciation and metal accumulation studies in environmental samples

Se ha estudiado la determinación de especies de arsénico y de contenidos totales de arsénico y metales pesados, específicamente cadmio, cromo, cobre, níquel, plomo y cinc, en muestras de interés medioambiental por su elevada capacidad acumuladora de metales, concretamente algas marinas comestibles y plantas terrestres procedentes de suelos contaminados por la actividad minera. La determinación de contenidos totales se ha llevado a cabo mediante espectrometría de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP‐AES), así como por espectrometría de fluorescencia atómica con generación de hidruros (HG‐AFS), para bajos contenidos de arsénico. Las muestras fueron mineralizadas en medio ácido y calentamiento en horno de microondas. Los métodos fueron validados a través de su aplicación a materiales de referencia de matriz similar a la de las muestras, certificados en contenidos totales de los elementos seleccionados. Los resultados obtenidos mostraron su elevada capacidad de bioabsorción, especialmente en relación a los elevados contenidos de arsénico encontrados en algunas especies de algas pardas (Phaeophytas). En las plantas, se calcularon los factores de translocación, acumulación y biodisponibilidad de los elementos estudiados, permitiendo identificar a la especie Corrigiola telephiifolia como posible acumuladora de plomo e hiperacumuladora de arsénico. La determinación de especies de arsénico hidrosolubles en las muestras objeto de estudio, se llevó a cabo por cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) acoplado a ICP‐AES, HG‐ICP‐AES y HG‐AFS, incluyendo una etapa previa de foto‐oxidación. Los métodos desarrollados, mediante intercambio aniónico y catiónico, permitieron la diferenciación de hasta once especies de arsénico. Para el análisis de las muestras, fue necesaria la optimización de métodos de extracción, seleccionándose la extracción asistida por microondas (MAE) con agua desionizada. Asimismo, se realizaron estudios de estabilidad de arsénico total y de las especies hidrosolubles presentes en las algas, tanto sobre la muestra sólida como en sus extractos acuosos, evaluando las condiciones de almacenamiento adecuadas. En el caso de las plantas, la aplicación del diseño factorial de experimentos permitió optimizar el método de extracción y diferenciar entre las especies de arsénico presentes en forma de iones sencillos de mayor movilidad y el arsénico más fuertemente enlazado a componentes estructurales. Los resultados obtenidos permitieron identificar la presencia de arseniato (As(V)) y arsenito (As(III)) en las plantas, así como de ácido monometilarsónico (MMA) y óxido de trimetilarsina (TMAO) en algunas especies. En la mayoría de las algas se encontraron especies tóxicas, tanto mayoritarias (arseniato) como minoritarias (ácido dimetilarsínico (DMA)), así como hasta cuatro arsenoazúcares. Los resultados obtenidos y su estudio a través de la legislación vigente, mostraron la necesidad de desarrollar una reglamentación específica para el control de este tipo de alimentos. La determinación de especies de arsénico liposolubles en las muestras de algas se llevó a cabo mediante HPLC, en modo fase inversa, acoplado a espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP‐MS) y con ionización por electrospray (ESI‐MS), permitiendo la elucidación estructural de estos compuestos a través de la determinación de sus masas moleculares. Para ello, fue necesaria la puesta a punto de métodos extracción y purificación de los extractos. La metodología desarrollada permitió identificar hasta catorce especies de arsénico liposolubles en las algas, tres de ellas correspondientes a hidrocarburos que contienen arsénico, y once a arsenofosfolípidos, además de dos especies desconocidas. Las masas moleculares de las especies identificadas fueron confirmadas mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC‐MS) y espectrometría de masas de alta resolución (HR‐MS). ABSTRACT The determination of arsenic species and total arsenic and heavy metal contents (cadmium, chromium, cooper, nickel, lead and zinc) in environmental samples, with high metal accumulator capacity, has been studied. The samples studied were edible marine algae and terrestrial plants from soils polluted by mining activities. The determination of total element contents was performed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP‐AES), as well as by hydride generation atomic fluorescence spectrometry (HG‐AFS) for low arsenic contents. The samples studied were digested in an acidic medium by heating in a microwave oven. The digestion methods were validated against reference materials, with matrix similar to sample matrix and certified in total contents of the elements studied. The results showed the high biosorption capacity of the samples studied, especially regarding the high arsenic contents in some species of brown algae (Phaeophyta division). In terrestrial plants, the translocation, accumulation and bioavailability factors of the elements studied were calculated. Thus, the plant species Corrigiola telephiifolia was identified as possible lead accumulator and arsenic hyperaccumulator. The determination of water‐soluble arsenic species in the samples studied was carried out by high performance liquid chromatography (HPLC) coupled to ICP‐AES, HG‐ICP‐AES and HG‐AFS, including a prior photo‐oxidation step. The chromatographic methods developed, by anion and cation exchange, allowed us to differentiate up to eleven arsenic species. The sample analysis required the optimization of extraction methods, choosing the microwave assisted extraction (MAE) with deionized water. On the other hand, the stability of total arsenic and water‐soluble arsenic species in algae, both in the solid samples and in the water extracts, was studied, assessing the suitable storage conditions. In the case of plant samples, the application of a multivariate experimental design allowed us to optimize the extraction method and differentiate between the arsenic species present as simple ions of higher mobility and the arsenic more strongly bound to structural components. The presence of arsenite (As(III)) and arsenate (As(V)) was identified in plant samples, as well as monomethylarsonic acid (MMA) and trimethylarsine oxide (TMAO) in some cases. Regarding algae, toxic arsenic species were found in most of them, both As(V) and dimethylarsinic acid (DMA), as well as up to four arsenosugars. These results were discussed according to the current legislation, showing the need to develop specific regulations to control this kind of food products. The determination of lipid‐soluble arsenic species in alga samples was performed by reversed‐phase HPLC coupled to inductively coupled plasma and electrospray mass spectrometry (ICP‐MS and ESI‐MS), in order to establish the structure of these compounds by determining the corresponding molecular masses. For this purpose, it was necessary to develop an extraction method, as well as a clean‐up method of the extracts. The method developed permitted the identification of fourteen lipid‐soluble arsenic compounds in algae, corresponding to three arsenic‐hydrocarbons and eleven arsenosugarphospholipids, as well as two unknown compounds. Accurate mass measurements of the identified compounds were performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC‐MS) and high resolution mass spectrometry (HR‐MS).