Vertical distribution of zooplankton in the water column of Lago Amapá, Rio Branco, Acre, Brazil

O objetivo desta investigação foi observar a distribuição vertical da comunidade do zooplâncton no Lago Amapá (10º2'36S e 67º50'24W), localizado na planície de inundação do Rio Acre. Amostragens foram conduzidas em três diferentes profundidades da coluna da água, considerando aspectos sazonais do zooplâncton, parâmetros físicos, químicos e biológicos. Coletas foram realizadas semanalmente com Garrafa de Van Dorn. As espécies apresentaram maiores concentrações no meio da coluna da água. Foram encontradas 38 espécies, assim distribuídas: Rotifera (30), Cladocera (5) e Cyclopoida (3). A temperatura da coluna da água em geral apresentou-se alta, em torno de 30ºC, com pequena variação, resultando em baixa viscosidade. O índice de Jaccard, comparando-se as três estações de coletas, demonstrou que durante a fase de águas baixas, as estações 1 e 3 foram as mais similares (Cj = 0.7058), especialmente no meio da coluna da água. Lago Amapá apresentou características em conformidade com o Modelo do Distúrbio Intermediário, favorecendo a colonização de grupos oportunistas, tais como rotíferos.

Abundance and composition of Rotifera in an abandoned meander lake (Lago Amapá) in Rio Branco, Acre, Brazil

A comunidade de rotíferos do Lago Amapá (meandro abandonado da planície de inundação do Rio Acre) foi investigada sazonalmente. As amostragens foram realizadas semanalmente em três estações de coletas, em dois períodos: estação seca entre 08/V/1997 e 31/X/1997 e estação chuvosa, entre 02/I/1998 e 24/II/1998. A densidade e composição de rotíferos (48 táxons de rotíferos) foram determinadas. A diversidade e abundância foram caracterizadas por serem maiores, respectivamente, nas águas altas e águas baixas. Anova e teste F foram usados, visando observar diferenças sazonais nas variáveis ambientais e rotíferos. Transparência e pH foram estatisticamente altamente significativos (p < 0,01). As análises de correlações de Pearson revelaram que a condutividade elétrica foi negativamente correlacionada com a densidade de rotíferos (r = -0,8824; p < 0,05), na fase de águas baixas, bem como, profundidade, na fase de águas altas (r = -0,7513; p < 0,05). Mudanças sazonais, causadas pelas flutuações do nível da água, e baixa diversificação dos nichos influenciaram a composição e abundância do grupo estudado.

Desmídias filamentosas (Conjugatophyceae) de um lago de inundação de águas pretas na Amazônia Central

Com base em 109 amostras coletadas em diferentes fases do ciclo hidrológico nos anos de 2002 a 2004 no lago Cutiuaú, um ambiente de águas pretas localizado no Parque Nacional do Jaú na bacia do rio Negro, foi realizado um levantamento taxonômico das espécies de desmídias filamentosas. Foram identificadas 15 espécies distribuídas em sete gêneros, sendo Desmidium C. Agardh ex Ralfs, com sete espécies, o gênero que apresentou a maior riqueza específica, incluindo D. quadratum citado pela primeira vez para o estado do Amazonas. O gênero Groenbladia Teiling apresentou três espécies, enquanto os gêneros Bambusina Kützing ex Kützing, Hyalotheca Ehrenberg ex Ralfs, Phymatodocis Nordstedt, Spondylosium Brébisson ex Kützing e Teilingia Bourrelly, apresentaram uma única espécie. Em relação aos períodos do ciclo hidrológico, três táxons foram registrados no período de águas baixas, seis no de vazante, oito no de águas altas e 15, ou seja, todos foram observados no período de enchente.

Composição corporal e alimentar do Matrinxã, Brycon cephalus (Günther, 1869), na Amazônia central

Foram estudados a dieta, a composição corporal e o valor de energia bruta do conteúdo estomacal, filé e fígado, bem como alguns frutos e sementes que fazem parte da dieta do matrinxã, relacionando-se estes parâmetros com as flutuações do nível da água durante um ciclo anual. Observou-se que a espécie se alimenta de sementes, frutos, flores, restos de vegetais e insetos, apresentando hábito alimentar onívoro. Estômagos vazios foram frequentes (68,5%) nos diferentes períodos hidrológicos. As análises proximais e valor da energia bruta do filé e fígado dos peixes analisados não apresentaram diferenças significativas entre os sexos (P>0,05). No entanto, observou-se diferenças entre os períodos de águas baixas e altas. As médias das composições centesimais e os valores de energia bruta do conteúdo estomacal, expressos com base na matéria seca revelaram, na enchente, um baixo teor de proteína (8,9%) e cinza (1,3%), alto valor de lipídios (70,2%) e energia (775 Kcal EB/100g). Na seca, o teor de proteína (24,9%) e cinza (6,3%) foram maiores, porém os teores de lipídios (13,2%) e de energia (416,9 Kcal EB 100g) foram mais baixos que na cheia. Foi verificado abundante depósito de gordura cavitária o ano todo, diminuindo em janeiro, mês em que o matrinxã realiza a desova.

Pinnularia (Bacillariophyta) do curso inferior do rio Negro, Amazonas, Brasil: taxonomia e distribuição temporal

Este estudo relata a taxonomia e distribuição temporal do gênero Pinnularia ocorrente no curso inferior do rio Negro (03º02'46,5"S e 60º15'13,1"W) ao longo de um ciclo anual. O trabalho foi conduzido a partir da análise de amostras coletadas na coluna d'água, em escala mensal, entre os meses de outubro de 2002 a setembro de 2003. As espécies foram descritas e comentadas com base na sua morfologia e morfometria. Onze espécies e quatro variedades foram identificadas, ilustradas e incluídas em chave taxonômica. Dois táxons registrados neste estudo, P. sterrenburgii var. sterrenburgii Metzeltin & Lange-Bertalot e P. subgibba var. capitata Metzeltin & Krammer, constituem primeira citação de ocorrência para o rio Negro. Temporalmente, a maior riqueza de espécies ocorreu entre os meses de outubro a dezembro de 2002, período de águas baixas, quando houve provavelmente maior interação entre água e sedimento possibilitando aporte de indivíduos da região bentônica. Considerando a ocorrência dos táxons ao longo do estudo, somente P. confirma foi considerada frequente, estando presente em mais de 50% das amostras analisadas.

Estudo comparativo da estrutura da comunidade fitoplanctônica na foz dos rios formadores do delta do Jacuí, Rio Grande do Sul, Brasil

Este estudo teve como objetivos descrever e comparar a estrutura da comunidade fitoplanctônica, determinada pelos atributos densidade, composição, riqueza, diversidade específica e uniformidade, na foz dos rios Gravataí, Sinos, Caí e Jacuí e verificar sua relação com variáveis físicas, químicas, bacteriológicas e hidrológicas, em um ciclo anual. A investigação baseou-se em seis amostragens sazonais, na subsuperfície da água, no período de dezembro de 2000 a dezembro de 2001. A comunidade fitoplanctônica, na foz dos quatro rios, esteve composta por 471 táxons, 135 gêneros e nove classes taxonômicas. A classe Chlorophyceae foi a mais representativa em todos os rios, sendo substituída pela Bacillariophyceae no inverno, nos rios Gravataí e Jacuí e, no outono, no rio dos Sinos. As Bacillariophyceae cederam lugar para as Euglenophyceae, no rio dos Sinos, na primavera e, juntamen te com as Cryptophyceae, no rio Caí, no verão. A alta riqueza e alta diversidade estão, provavelmente, associadas à ocorrência de reservatórios e banhados no curso superior destes rios, bem como da presença de áreas úmidas na planície de inundação, no curso inferior. Estes ambientes férteis são importantes fontes de organismos para a comunidade fitoplanctônica na foz dos rios do delta do Jacuí. A temperatura da água e o nível fluviométrico foram os principais fatores determinantes da variação da densidade e riqueza do fitoplâncton e, demonstraram um comportamento sazonal semelhante nos rios. Em geral, o incremento da densidade fitoplanctônica esteve relacionado ao período de águas baixas, com temperaturas mais elevadas da água A riqueza específica apresentou algumas variações significativas entre os rios, estando provavelmente, associada às diferenças químicas entre eles. Os resultados demonstraram a ocorrência de um gradiente decrescente de eutrofização dos rios, na seguinte seqüência: rio Gravataí, rio dos Sinos, rio Caí e rio Jacuí. Apesar das diferentes condições de trofia entre a foz dos rios do delta do Jacuí, a comunidade fitoplanctônica apresentou alta riqueza e diversidade específica e esteve composta em grande parte por organismos resistentes e/ou adaptados às condições ambientais destes rios.

Dinâmica da vegetação no Banhado do Taim, RS

Este estudo analisou a dinâmica espacial e temporal dos padrões das macrófitas aquáticas no Banhado do Taim - RS, por meio de imagens Landsat MSS, Landsat TM e Cbers CCD, no período compreendido entre 1973 e 2005. Foi analisada a influência da variação da estrutura de fundo do banhado e dos diferentes extratos que a compõem, para caracterizar a distribuição dos padrões espaciais e temporais das macrófitas aquáticas. Esta abordagem buscou avaliar o quanto a estrutura de fundo pode desempenhar um papel mais importante do que lhe vem sendo atribuído na definição destes padrões. Este questionamento se deu, devido à existência de uma recorrência do padrão de distribuição das macrófitas no banhado, que pode ser observado na série temporal de imagens de satélite e produtos derivados. Foram abordadas duas escalas espaciais de análise. Na primeira escala são analisados os padrões de superfícies de lâmina de água aparente, de distribuição das classes de macrófitas aquáticas, da variação de Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e da variação textural para a superfície do Banhado do Taim como um todo. Nessa escala o limite da área do Banhado do Taim, nas imagens de satélite e produtos derivados, tem uma superfície total de 17882hectares que representam 53% dos 33815hectares da área total da Unidade de Conservação Federal Estação Ecológica do Taim. A segunda escala de análise corresponde a denominada janela do DNOS. Nessa escala, foram analisados os padrões espaciais e temporais considerando como agente principal na definição dos padrões de distribuição das macrófitas aquáticas no Banhado do Taim, a variação da estrutura de fundo Esta abordagem é inicialmente restrita a esta área, tendo em vista as informações disponíveis. Nesta escala o limite utilizado para delimitar a área nas imagens de satélite e produtos derivados, tem uma superfície total de 2700hectares que representam 15% dos 17882hectares da área total do Banhado do Taim. As relações estabelecidas para a área de maior detalhe foram então ampliadas para a área definida pela primeira escala, quando então, foram espacializadas estas relações para a superfície do Banhado do Taim como um todo. Esta abordagem permitiu concluir que a espécie de macrófita predominante no Banhado do Taim, em termos de área total, é a espécie Z.bonariensis, e que existe uma recorrência da estrutura básica dos padrões de distribuição das macrófitas. Este padrão, se mantém, mesmo depois dos pulsos de inundação ou de prolongados períodos de águas baixas, e está vinculado às estruturas de fundo no Banhado do Taim.

Variação temporal dos macroinvertebrados bentônicos, em lagoa marginal ao Rio Paranapanema-SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Functional alkali tantalate 2D structures for microelectronics and related applications

Alkali tantalates and niobates, including K(Ta / Nb)O3, Li(Ta / Nb)O3 and Na(Ta / Nb)O3, are a very promising ferroic family of lead-free compounds with perovskite-like structures. Their versatile properties make them potentially interesting for current and future application in microelectronics, photocatalysis, energy and biomedics. Among them potassium tantalate, KTaO3 (KTO), has been raising interest as an alternative for the well-known strontium titanate, SrTiO3 (STO). KTO is a perovskite oxide with a quantum paraelectric behaviour when electrically stimulated and a highly polarizable lattice, giving opportunity to tailor its properties via external or internal stimuli. However problems related with the fabrication of either bulk or 2D nanostructures makes KTO not yet a viable alternative to STO. Within this context and to contribute scientifically to the leverage tantalate based compounds applications, the main goals of this thesis are: i) to produce and characterise thin films of alkali tantalates by chemical solution deposition on rigid Si based substrates, at reduced temperatures to be compatible with Si technology, ii) to fulfil scientific knowledge gaps in these relevant functional materials related to their energetics and ii) to exploit alternative applications for alkali tantalates, as photocatalysis. In what concerns the synthesis attention was given to the understanding of the phase formation in potassium tantalate synthesized via distinct routes, to control the crystallization of desired perovskite structure and to avoid low temperature pyrochlore or K-deficient phases. The phase formation process in alkali tantalates is far from being deeply analysed, as in the case of Pb-containing perovskites, therefore the work was initially focused on the process-phase relationship to identify the driving forces responsible to regulate the synthesis. Comparison of phase formation paths in conventional solid-state reaction and sol-gel method was conducted. The structural analyses revealed that intermediate pyrochlore K2Ta2O6 structure is not formed at any stage of the reaction using conventional solid-state reaction. On the other hand in the solution based processes, as alkoxide-based route, the crystallization of the perovskite occurs through the intermediate pyrochlore phase; at low temperatures pyrochlore is dominant and it is transformed to perovskite at >800 °C. The kinetic analysis carried out by using Johnson-MehlAvrami-Kolmogorow model and quantitative X-ray diffraction (XRD) demonstrated that in sol-gel derived powders the crystallization occurs in two stages: i) at early stage of the reaction dominated by primary nucleation, the mechanism is phase-boundary controlled, and ii) at the second stage the low value of Avrami exponent, n ~ 0.3, does not follow any reported category, thus not permitting an easy identification of the mechanism. Then, in collaboration with Prof. Alexandra Navrotsky group from the University of California at Davis (USA), thermodynamic studies were conducted, using high temperature oxide melt solution calorimetry. The enthalpies of formation of three structures: pyrochlore, perovskite and tetragonal tungsten bronze K6Ta10.8O30 (TTB) were calculated. The enthalpies of formation from corresponding oxides, ∆Hfox, for KTaO3, KTa2.2O6 and K6Ta10.8O30 are -203.63 ± 2.84 kJ/mol, - 358.02 ± 3.74 kJ/mol, and -1252.34 ± 10.10 kJ/mol, respectively, whereas from elements, ∆Hfel, for KTaO3, KTa2.2O6 and K6Ta10.8O30 are -1408.96 ± 3.73 kJ/mol, -2790.82 ± 6.06 kJ/mol, and -13393.04 ± 31.15 kJ/mol, respectively. The possible decomposition reactions of K-deficient KTa2.2O6 pyrochlore to KTaO3 perovskite and Ta2O5 (reaction 1) or to TTB K6Ta10.8O30 and Ta2O5 (reaction 2) were proposed, and the enthalpies were calculated to be 308.79 ± 4.41 kJ/mol and 895.79 ± 8.64 kJ/mol for reaction 1 and reaction 2, respectively. The reactions are strongly endothermic, indicating that these decompositions are energetically unfavourable, since it is unlikely that any entropy term could override such a large positive enthalpy. The energetic studies prove that pyrochlore is energetically more stable phase than perovskite at low temperature. Thus, the local order of the amorphous precipitates drives the crystallization into the most favourable structure that is the pyrochlore one with similar local organization; the distance between nearest neighbours in the amorphous or short-range ordered phase is very close to that in pyrochlore. Taking into account the stoichiometric deviation in KTO system, the selection of the most appropriate fabrication / deposition technique in thin films technology is a key issue, especially concerning complex ferroelectric oxides. Chemical solution deposition has been widely reported as a processing method to growth KTO thin films, but classical alkoxide route allows to crystallize perovskite phase at temperatures >800 °C, while the temperature endurance of platinized Si wafers is ~700 °C. Therefore, alternative diol-based routes, with distinct potassium carboxylate precursors, was developed aiming to stabilize the precursor solution, to avoid using toxic solvents and to decrease the crystallization temperature of the perovskite phase. Studies on powders revealed that in the case of KTOac (solution based on potassium acetate), a mixture of perovskite and pyrochlore phases is detected at temperature as low as 450 °C, and gradual transformation into monophasic perovskite structure occurs as temperature increases up to 750 °C, however the desired monophasic KTaO3 perovskite phase is not achieved. In the case of KTOacac (solution with potassium acetylacetonate), a broad peak is detected at temperatures <650 °C, characteristic of amorphous structures, while at higher temperatures diffraction lines from pyrochlore and perovskite phases are visible and a monophasic perovskite KTaO3 is formed at >700 °C. Infrared analysis indicated that the differences are due to a strong deformation of the carbonate-based structures upon heating. A series of thin films of alkali tantalates were spin-coated onto Si-based substrates using diol-based routes. Interestingly, monophasic perovskite KTaO3 films deposited using KTOacac solution were obtained at temperature as low as 650 °C; films were annealed in rapid thermal furnace in oxygen atmosphere for 5 min with heating rate 30 °C/sec. Other compositions of the tantalum based system as LiTaO3 (LTO) and NaTaO3 (NTO), were successfully derived as well, onto Si substrates at 650 °C as well. The ferroelectric character of LTO at room temperature was proved. Some of dielectric properties of KTO could not be measured in parallel capacitor configuration due to either substrate-film or filmelectrode interfaces. Thus, further studies have to be conducted to overcome this issue. Application-oriented studies have also been conducted; two case studies: i) photocatalytic activity of alkali tantalates and niobates for decomposition of pollutant, and ii) bioactivity of alkali tantalate ferroelectric films as functional coatings for bone regeneration. Much attention has been recently paid to develop new type of photocatalytic materials, and tantalum and niobium oxide based compositions have demonstrated to be active photocatalysts for water splitting due to high potential of the conduction bands. Thus, various powders of alkali tantalates and niobates families were tested as catalysts for methylene blue degradation. Results showed promising activities for some of the tested compounds, and KNbO3 is the most active among them, reaching over 50 % degradation of the dye after 7 h under UVA exposure. However further modifications of powders can improve the performance. In the context of bone regeneration, it is important to have platforms that with appropriate stimuli can support the attachment and direct the growth, proliferation and differentiation of the cells. In lieu of this here we exploited an alternative strategy for bone implants or repairs, based on charged mediating signals for bone regeneration. This strategy includes coating metallic 316L-type stainless steel (316L-SST) substrates with charged, functionalized via electrical charging or UV-light irradiation, ferroelectric LiTaO3 layers. It was demonstrated that the formation of surface calcium phosphates and protein adsorption is considerably enhanced for 316L-SST functionalized ferroelectric coatings. Our approach can be viewed as a set of guidelines for the development of platforms electrically functionalized that can stimulate tissue regeneration promoting direct integration of the implant in the host tissue by bone ingrowth and, hence contributing ultimately to reduce implant failure.

Sistema limpo em linha para extração em fase sólida de contaminantes emergentes em águas naturais

A solid-phase in-line extraction system for water samples containing low levels of emerging contaminants is described. The system was specially developed for large volume samples (up to 4 L) using commercial solid-phase extraction (SPE) cartridges. Four sets containing PTFE-made connectors, brass adapters and ball valves were used to fit SPE cartridges and sample bottles to a 4-port manifold attached to a 20 L carboy. A lab-made vacuum device was connected to the manifold cap. The apparatus is robust and less expensive than the typical available system. Its also provides less experimental handling, avoiding cross contamination and sample losses.

Monitorização de desreguladores endócrinos em águas

Da crescente necessidade de alimentos e da necessidade de travar a destruição de culturas por animais e insectos foram sintetizados os pesticidas. Por entre uma vasta gama de pesticidas alguns são desreguladores endócrinos o que se traduz num perigo para a saúde humana pois pode despoletar alterações nos seres vivos mesmo em concentrações muito baixas. Devido a diversos factores nomeadamente a lixiviação, ventos e outros agentes ambientais assim como a presença de terrenos agrícolas junto a diversos rios, estes encontram-se contaminados com pesticidas desreguladores endócrinos. O objectivo deste trabalho foi avaliar quais os pesticidas desreguladores endócrinos presentes nas águas de rios da região Norte. Neste trabalho utilizou-se a técnica de microextracção em fase sólida recorrendo a uma fibra de PDMS (100 μm). Para tal as condições de optimização foram testadas nomeadamente a quantidade de NaCl, quantidade de metanol, temperatura do injector e tempo de exposição. Os parâmetros obtidos óptimos foram 0 % de NaCl, tempo de exposição de 45 min, temperatura do injector de 260 ºC e 2,5 % de metanol. Conseguiu-se a separação de todos os pesticidas desreguladores endócrinos com a seguinte programação temperaturas: inicio a 60ºC por um minuto seguido de um aumento de 20 °C/min até aos 200 °C onde permanece por um minuto e de seguida um aumento de 5 °C/min até aos 245 °C onde permanece por 40 min. Fizeram-se curvas de calibração entre 0,01 μg/L e 10 μg/L. Constatou-se no entanto uma falta de reprodutibilidade entre as injecções utilizando esta técnica. Os rios analisados foram o Rio Douro, Rio Tâmega, Ria de Aveiro, Rio Lima, Rio Minho, Rio Sousa, Rio Águeda, Rio Cávado e Rio Leça. No Rio Tâmega foram encontrados os seguintes pesticidas: diazinão, α-HCH, β-HCH, δ-HCH, lindano, HCB, simazina/ atrazina, vinclozolina, alacloro, 2,4-D, malatião, aldrina, bifentrina, metoxicloro e fenvalerato. No rio Douro estão presentes HCB, simazina/ atrazina, vinclozolina, 2,4-D, malatião, aldrina, fenvalerato e deltametrina. No rio Lima encontra-se diazinão, α-HCH, δ-HCH, 2,4-D, HCB, vinclozolina, lindano, simazina/atrazina, alacloro, malatião, aldrina, fenvalerato e deltametrina. No rio Sousa os pesticidas encontrados foram: diazinão, HCB, aldrina, α-HCH, β-HCH, δ-HCH, lindano, simazina/ atrazina, 2,4-D, cipermetrina, alacloro, fenvalerato e malatião. No rio Cávado estão presentes o diazinão, α-HCH, β-HCH, δ-HCH, lindano, HCB, 2,4-D, malatião, metoxicloro, cipermetrina e o fenvalerato. Na ria de Aveiro encontrou-se o diazinão, α-HCH, β-HCH, δ-HCH, lindano, HCB, simazina/atrazina, 2,4-D, Malatião e aldrina. No rio Águeda estão presentes o diazinão, HCB, 2,4-D, aldrina e malatião. E por último no rio Leça esta presente o diazinão, 2,4-D, alacloro, malatião, aldrina, cipermetrina e fenvalerato. A importância deste trabalho reside na demonstração da presença destes pesticidas, desreguladores endócrinos nas águas superficiais da região Norte.

Preparação de adsorventes mesoporosos para a adsorção de poluentes em águas

Mestrado Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental

Determinação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em águas por microextracção em fase líquida associada à cromatografia gasosa e espectrometria de massa

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Tecnologia Segurança e Qualidade Alimentar

Determinação de pesticidas em águas por microextracção em fase líquida associada á cromatografia gasosa e espectrometria de massa

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Bioorgânica

Remoção de compostos farmacêuticos de águas residuais por carvões activados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia química e bioquímica