EQA – Mestrado em Química Tecnológica e Ambiental (Dissertações)

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Adsorção de cromo (VI) em leito fixo utilizando partículas de areia recobertas com Quitosana
(2014) Camara, Álisson Schons; Pinto, Luiz Antonio de Almeida
Neste trabalho foi avaliado o processo de recobrimento de partículas de areia com quitosana utilizando a técnica dip-coating, e analisado o emprego destas partículas como recheio de uma coluna de leito fixo no processo de adsorção de cromo (VI) em solução aquosa. A quitosana foi obtida a partir de resíduos de camarão e caracterizada. O estudo avaliou a influência do tamanho das partículas e da concentração da solução de quitosana no recobrimento das partículas de areia. Foram avaliados parâmetros termodinâmicos, isotermas de equilíbrio e parâmetros relacionados ao funcionamento do leito (vazão e pH da solução, diâmetro de partícula) para o processo de adsorção de cromo (VI) em solução aquosa. No recobrimento das partículas de areia, o tamanho não teve significância na resposta, enquanto a concentração da solução de recobrimento mostrou ter grande influência sobre o resultado, sendo que a menor concentração de quitosana dentro da faixa estudada (0,5% p/v) apresentou o melhor desempenho. O processo de cura física para o recobrimento das partículas de areia mostrou melhor desempenho para a adsorção de cromo (VI) em leito fixo frente ao processo físico-químico. As análises de superfície (MEV) e de difração de raio-X (EDX) comprovaram a mudança na superfície das partículas recobertas e a presença de cromo após a adsorção. O modelo de Sips foi o que melhor representou os dados experimentais de equilíbrio, com R2 >0,99% e EMR<3,5%, sendo que a capacidade máxima de adsorção foi de 46,93 mg g-1 obtida a 298 K. O processo se mostrou espontâneo, exotérmico e favorável, com valores de -4,49 a -4,66kJ mol-1 para e energia livre de Gibbs, -5,97kJ mol-1 para a variação de entalpia e -5,17x10-3 kJ mol-1K -1 para variação de entropia. O aumento do pH diminuiu a adsorção de cromo (VI), sendo que a melhor resposta foi obtida em pH 3, sendo que o diâmetro de partícula não teve efeito significante. O estudo da vazão da solução de cromo (VI) no desempenho do leito mostrou que no menor valor (2,5 mL min-1 ) a concentração de saída do leito foi próxima a zero, mantendo-se com concentrações de saída abaixo de 20% por pelo menos 20 min. O estudo da dessorção do leito mostrou que após cinco ciclos de trabalho o leito manteve 86% da capacidade de adsorção, com taxas de recuperação do cromo no processo de dessorção maiores que 95%.
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Adsorção de cromo (VI) utilizando quitosana com diferentes graus de desacetilação
(2012) Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna; Pinto, Luiz Antonio de Almeida
Neste trabalho, foi utilizada a quitosana com três diferentes graus de desacetilação para a adsorção de cromo VI de soluções aquosas. A quitosana foi obtida de resíduos de camarão e caracterizada. O estudo foi realizado mediante delineamento experimental, isotermas de equilíbrio, análise termodinâmica, cinética e mecanismos de adsorção. A quitosana apresentou grau de desacetilação de 75, 85 e 95%. O aumento no grau de desacetilação disponibilizou mais amino grupos, além de causar modificações na cristalinidade e um aumento na rugosidade da superfície do biopolímero. A condição mais adequada para adsorção de cromo VI foi obtida utilizando se quitosana com grau de desacetilação de 95% em pH 3, alcançando percentuais de remoção de até 33%. O modelo de Sips foi mais adequado para representar as isotermas de equilíbrio (R2>0,99 e EMR<2,5%), sendo que a capacidade máxima de adsorção foi de 97% mg/g, obtida a 298 K. Valores negativos de entalpia (-6,57 kJ/mol), entropia (-5,77x10-3 kJ/mol K) e energia livre de Gibbs (-4,87 a -4,68 kJ/mol) mostraram que o processo de adsorção foi exotérmico, espontâneo e favorável. O modelo de pseudo-segunda ordem foi o mais adequado para representar a cinética de adsorção (R2>0,99 e EMR<2,0%), sendo que 80% da saturação foi alcançada em cerca de 50 min. Os valores do número de Biot (0,87 a 3,55) mostraram que a adsorção ocorreu simultaneamente por transferência de massa externa e difusão intraparticular, sendo que um aumento na taxa de agitação causou uma diminuição na resistência à transferência de massa externa. Foi verificada a preferência do metal pela região da amina protonada em meio ácido, presente na estrutura da quitosana.
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Adsorção de flúor em efluentes da indústria de fertilizantes utilizando hidrogel à base de quitosana com nanotubo de carbono
(2019) Affonso, Lutiane das Neves; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna
Neste estudo foi avaliada a aplicação de hidrogel à base de quitosana com nanotubo de carbono para a adsorção de íons flúor em um efluente industrial proveniente da produção de fertilizantes. Primeiramente a quitosana foi obtida de resíduos de camarão e caracterizada. Após o hidrogel de quitosana, com nanotubos de carbono, foi sintetizado e caracterizado em termos de força de gel, grau de intumescimento e submetido aos experimentos de adsorção dos íons flúor. A máxima capacidade de adsorção para o hidrogel à base de quitosana com nanotubos de carbono foi 989,01 mg g-1. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que a adsorção foi um fenômeno espontâneo, favorável, endotérmico e controlado pela variação de entropia. O modelo que melhor representou os dados cinéticos foi o de Avrami e a isoterma de Freundlich foi a mais adequada para representar os experimentos de equilíbrio. As interações entre o hidrogel à base de quitosana com nanotubo de carbono e os íons do efluente foram investigadas utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e termogravimétrica (TGA). Nas análises de EDS se confirmaram a presença dos íons de flúor adsorvidos. As imagens de MEV mostraram a superfície do hidrogel e determinaram sua estrutura morfológica, assim como a microscopia de força atômica confirmou as modificações na superfície do material. As análises térmicas de TGA e DSC identificaram alterações nos termogramas após a adsorção, quando comparadas ao material antes da adsorção. Nos difratogramas foi possível observar que houveram alterações na cristalinidade do biopolímero após a adsorção dos íons, quando comparados ao hidrogel antes da operação.
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Amostradores passivos como ferramenta de avaliação da biodisponibilidade de compostos organoestânicos em água
(2019) Silva, Juliane Natália Lima da; Fillmann, Gilberto
A demanda por estudos que avaliem espaço-temporalmente os níveis de contaminantes no ambiente aquático é crescente na medida em que se ampliam as fontes de contaminação oriundas de ações antrópicas. Dentre as etapas que fazem parte desse tipo de estudo, a amostragem é de extrema importância. As técnicas convencionais de amostragem de água são caracterizadas por coletas discretas e pontuais que, para serem representativas, exigem uma maior frequência amostral. Em geral, esta técnica tem baixa sensibilidade e requer o processamento imediato de grandes volumes de amostra, sendo trabalhosa, demorada e de maior incerteza analítica. Como alternativa, a amostragem passiva vêm sendo cada vez mais empregada devido as vantagens da técnica. Os amostradores passivos acumulam os contaminantes passivamente durante o período de exposição e integram temporalmente as quantidades acumuladas de cada analito, sendo considerada uma técnica de maior sensibilidade. Dentre os amostradores mais utilizados na literatura, a borracha de silicone se destaca por ser barato, robusto e de fácil implantação. Este amostrador é indicado para compostos hidrofóbicos e, no presente estudo, foi utilizado de forma inédita como ferramenta de amostragem para avaliar os níveis de tributilestanho (TBT), dibutilestanho (DBT) e monobutilestanho (MBT) na coluna de água do estuário da Lagoa dos Patos (RS). Previamente, foi desenvolvido e validado um método analítico para a determinação dos butilestânicos (BTs), foram calculados os coeficientes de partição amostrador-água (Kpw) e o tempo ideal de amostragem. Antes das exposições, os PDMS foram fortificados com Compostos de Referência de Desempenho (CRD), utilizados para calcular as taxas de amostragem entre a água e o amostrador. Em campo, foram realizadas, durante 2018, cinco exposições com duração de aproximadamente oito semanas cada. Os amostradores foram extraídos por Soxhlet (acetonitrila com ácido acético a 2% (v/v)), derivatizados com tetraetilborato de sódio, purificados com sílica e analisados por cromatografia de fase gasosa acoplada a detector de espectrometria de massas (CG-EM). As recuperações do padrão de recuperação (tetrabutilestanho) variaram entre 58 e 106%, os LD do método variaram entre 0,04 e 1,2 pg Sn L-1 e os LQ do método variaram entre 0,13 e 0,41 pg Sn L-1 para os três BTs. Os analitos foram quantificados em todas as amostras, com concentrações entre 0,9 e 3,9 pg Sn L-1 para TBT, 11,1 e 18,2 pg Sn L-1 para DBT e 28,9 e 153 pg Sn L-1 para MBT. As baixas concentrações com predominância dos metabólitosindicam um perfil de contaminação antiga,sem indícios de aportes recentes de TBT, estando os valores de TBT abaixo dos limites estabelecidos como segurostanto pela legislação brasileira, quanto internacional.
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Análise da especiação química do cromo em águas naturais e de abastecimento em Rio Grande/RS
(2009) Borges, Aline Rocha; Milani, Márcio Raimundo; Niencheski, Luis Felipe Hax
A presença de metais traço no ambiente está associada às fontes naturais e antropogênicas. O aumento das concentrações desses elementos pode resultar em um desequilíbrio do ecossistema tornando-se um risco potencial para o meio. O metal cromo tem seus efeitos relacionados com sua concentração e com o estado de oxidação em que se apresenta, já que seu estado trivalente é considerando essencial, enquanto que seu estado hexavalente é considerado extremamente tóxico. O objetivo deste trabalho é realizar a especiação química do cromo após ter sido realizada a revalidação analítica, englobando faixa linear de trabalho, limites de detecção e quantificação, exatidão e precisão. Este estudo é essencial tanto pela questão ambiental quanto sanitária, já que a especiação foi realizada em cinco pontos do Estuário da Lagoa dos Patos - dois na Zona Portuária e três no Saco da Mangueira, entre os meses de março e setembro de 2008 e também na Estação de Tratamento de Água que ocorreram entre os meses de janeiro e setembro de 2008. Foram realizadas determinações das frações de Cr (III) ativo, Cr (VI) e Cr (III) não ativo, por Voltametria de Redissolução Catódica. A Fração de Cromo Total foi determinada por Espectrometria de Absorção Atômica. Também foram realizadas in situ determinações dos seguintes parâmetros físicoquímicos: salinidade, pH, Eh, oxigênio dissolvido e temperatura; além dos nutrientes nitrogenados. As determinações não identificaram o metal no estado de oxidação mais tóxico (cromo hexavalente), também não foi identificada a fração de Cr (III) ativo. O metal foi identificado na forma de Cr (III) não-ativo, ou seja, na forma trivalente e complexada por ligantes naturais estáveis. As concentrações de cromo total estiveram sempre abaixo do limite estabelecido pelos órgãos reguladores competentes. Portanto, mesmo com as atividades industriais e portuárias existentes na região, não foram identificadas concentrações ou espécies de cromo que caracterizam um ambiente impactado.
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Aplicação de peroxidase para degradação de deoxinivalenol
(2013) Feltrin, Ana Carla Penteado; Buffon, Jaqueline Garda
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.
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Avaliação da atividade antitumoral de amidas graxas análogas de canabinóides
(2014) Santos, Daiane Souza dos; Piovesan, Luciana Almeida; D' Oca, Marcelo Gonçalves Montes
A atividade antiproliferativa in vitro de uma série de amidas graxas sintéticas, em sete linhagens de células tumorais foi investigada. Baseado em GI50, TGI e LC50, os ensaios preliminares mostraram que a maior parte dos compostos mostrou atividade antiproliferativa moderada a boa contra as linhagem de células tumorais testadas, principalmente em células de glioma humano (U251) e câncer de ovário humano com fenótipo de resistentencia a múltiplos fármacos (NCI-ADR/RES). A amida (R,S)-3d, derivada do ácido ricinoleico, mostrou uma elevada seletividade com potência de inibição do crescimento e morte celular para a linhagem de células de glioma. Além disso, as amidas (S)-3c e (S)-3e, derivadas dos ácidos oleico e linoleico respectivamente, foram especificas para glioma e ovário com fenótipo de resistência a múltiplos fármacos com inibição potente do crescimento celular. Estes resultados aliados a um perfil de segurança relativo quando analisado o efeito sobre as linhagens celulares não–tumorais, apontam para que estes compostos sirvam como modelos para o desenvolvimento de candidatos a fármacos para o tratamento de câncer, incluindo cânceres com fenótipo de resistência a múltiplos fármacos.
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Avaliação da hidrólise alcalina da quitina e elaboração de filmes de quitosana para aplicação na adsorção do corante têxtil reativo preto 5
(2014) Moura, Jaqueline Motta de; Pinto, Luiz Antonio de Almeida; Dotto, Guilherme Luiz
Nesta pesquisa, diferentes amostras de quitosana foram produzidas por diferentes condições de hidrólise alcalina da quitina. A partir das amostras de quitosana foram produzidos filmes,sendo estes aplicados na adsorção do corante têxtil reativo preto 5 e os resultados foram comparados com os dos seus respectivos pós. Os valores das massas molares da quitosana aumentaram em função do aumento do diâmetro da quitina e diminuíram com o aumento da relação de solução NaOH:quitina, da concentração de NaOH e tempo de reação, e ficaram na faixa de 100 a 200 kDa. Um comportamento inverso foi observado para o grau de desacetilação da quitosana, e seus valores variaram de 65 a 95%. Quanto aos filmes biopoliméricos elaborados, os que apresentaram melhores valores quanto as suas propriedades mecânicas e de permeabilidade ao vapor de água foram os filmes produzidos com quitosana de mais elevada massa molar e menor grau de desacetilação. A fim de avaliar o comportamento dos filmes em processos de adsorção, estes foram aplicados na remoção do corante reativo preto 5 (RB5) em diferentes condições de pH (4, 6 e 8). Após, foram escolhidos quatro filmes de quitosana (FQ), com diferentes graus de desacetilação e massas molares, que foram comparados com as quitosanas na forma de pó (PQ) no estudo de adsorção. Este foi realizado sob diversas condições experimentais (pH, temperatura e taxa de agitação) através das isotermas de equilíbrio, da termodinâmica e da cinética. Análises de interação e ciclos de adsorção-dessorção também foram realizados. Verificou-se que PQ e FQ com grau de desacetilação de 95% e massa molar de 100 kDa foram os adsorvente mais adequados, apresentando mais de 99% de remoção do corante RB5 em pH 4,0. Para ambos, PQ e FQ, o modelo de Langmuir foi o mais adequado para representar os dados de equilíbrio. As capacidades máximas de adsorção foram 654,3 e 589,5 mg g-1 para PQ e FQ, respectivamente, obtidos a 298 K. O processo de adsorção foi espontâneo, favorável e exotérmico. A adsorção de RB5 para PQ e FQ seguiu o modelo cinético de Elovich,e ocorreram interações eletrostáticas do PQ-RB5 e do FQ-RB5. Os filmes de quitosana foram reutilizados três vezes, enquanto que a quitosana em pó não pode ser reutilizada.
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Avaliação da técnica de dispersão da matriz em fase sólida assistida por vórtex para análise de fármacos em peixes
(2014) Hertzog, Gabriel Ianzer; Primel, Ednei Gilberto
Os fármacos classificados como contaminantes orgânicos emergentes tornaramse tópico de discussão ambiental pois estes são capazes de atingir diferentes matrizes do meio ambiente, como água, solo e organismos aquáticos, e estudos demonstrando a toxicidade tem despertado o interesse científico. Neste estudo um método analítico foi otimizado e validado para determinação de quinze fármacos em amostras de peixes empregando preparo de amostras por dispersão da matriz em fase sólida (MSPD) assistida por vórtex e determinação por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS). O estudo ainda focou na aplicação de diferentes suportes sólidos na etapa de dispersão da MSPD, sendo que três (quitina, quitosana e concha de mexilhão dourado) foram utilizados pela primeira vez para esta finalidade, O método otimizado foi validado seguindo os parâmetros do INMETRO, ANVISA, SANCO e FDA. A curva analítica e linearidade foram avaliados através da calibração externa e superposição na matriz. Os compostos demonstraram linearidade dentro da faixa recomendada, com coeficiente de correlação maior do que 0,99. Os limites de detecção do método variaram de 1 a 100 ng g -1 , e os limites de quantificação a variaram de 5 a 1000 ng g -1 . Os valores de recuperação variaram de 68% a 108%, com RSD menores que 13% para todos os compostos. O efeito de matriz foi avaliado e quatro dos quinze compostos apresentaram efeito maior que ±20%. Na aplicabilidade o método demonstrou ser eficiente para extração de fármacos de diferentes espécies de peixe, apresentando exatidão e precisão adequados. Não foram encontrados resíduos de fármacos nas amostras analisadas.
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Avaliação de métodos de preparo de amostra e determinação de elementos traço por GF AAS e ICP-MS em crustáceo (Sergio mirim)
(2014) Mandlate, Jaime Silvestre; Duarte, Fábio Andrei
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Biocidas anti-incrustantes de terceira geração nas áreas costeiras do Panamá
(2017) Andrade, Jahir Antonio Batista; Primel, Ednei Gilberto; Fillmann, Gilberto
O presente estudo investigou a presença de cinco biocidas anti-incrustantes de terceira geração (irgarol 1051, diuron, 4,5-dicloro-2-n-octil-4-isotiazolin-3-ona (DCOIT), 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB), e diclofluanida) em amostras de água do mar(fração total dissolvida)e sedimentos marinhos coletados nas áreas costeiras do Panamá influenciadas por atividades marítimas, incluindo o Canal do Panamá. Para as amostras de água foi empregada a técnica de extração em fase sólida (SPE) e para os sedimentos foi utilizada a técnica da dispersão da matriz em fase sólida assistida por vórtex (VA-MSPD).As análises foram realizadas por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS). Ambos os métodos foram previamente padronizados e validados para posterior aplicabilidade. TCMTB, diclofluanida e DCOIT não foram detectados em nenhuma amostra da fração dissolvida da água do mar, porém, irgarol 1051 e diuron foram detectados nas faixas de <0,3 a5,0 ng L-1e de<2,7 a 70,0ng L-1, respectivamente. No sedimento, TCMTB e diclofluanida não foram detectados em nenhuma amostra, mas concentrações nas faixas de <0,25 a2,83 ng g-1 para o irgarol 1051;2,42 a 14,06 ng g-1 para o diuron;e 2,42 a81,60 ng g-1 para o DCOIT foram detectadas. Os níveis de DCOIT foram associados à presença de partículas de tintas anti-incrustantes em duas amostras de sedimentos. Embora focos de contaminação tenham sido identificados em áreas influenciadas por marinas, portos e na entrada do Canal do Panamá, os níveis de irgarol 1051 e diuron em amostras de água do mar foram menores que os limites estabelecidos pelo Padrão de Qualidade Ambiental (EQS) do Reino Unido. Em contraste, níveis de irgarol 1051 e diuron em duas amostras de sedimentos foram maiores do que o EQS proposto pelas autoridades holandesa se norueguesas, sugerindo que efeitos tóxicos podem estar ocorrendo em comunidades de corais e organismos bentônicos. O presente estudo representa apenas uma avaliação preliminar do estado de contaminação por biocidas anti-incrustantes, sendo necessária uma avaliação mais abrangente para estimar os riscos associados à exposição em longo prazo destes contaminantes nos ecossistemas costeiros do Panamá.
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Biodiesel a partir de óleos de alta acidez: desenvolvimento de um processo catalítico homogêneo
(2009) Völz, Maria Dolores de Ávila; Villarreyes, Joaquín Ariel Morón
O presente trabalho visa o desenvolvimento de um processo para a produção de biodiesel partindo de óleos de alta acidez, aplicando um processo em duas etapas de catálise homogênea. A primeira é a reação de esterificação etílica dos ácidos graxos livres, catalisada por H2SO4, ocorrendo no meio de triglicerídeos e a segunda é a transesterificação dos triglicerídeos remanescentes, ocorrendo no meio dos ésteres alquílicos da primeira etapa e catalisada com álcali (NaOH) e álcool etílico ou metílico. A reação de esterificação foi estudada com uma mistura modelo consistindo de óleo de soja neutro acidificado artificialmente com 15%p de ácido oleico PA. Este valor foi adotado, como referência, devido a certas gorduras regionais (óleo de mamona advinda de agricultura familiar, sebos de matadouro e óleo de farelo de arroz, etc.) apresentarem teores entre 10-20%p de ácidos graxos livres. Nas duas etapas o etanol é reagente e também solvente, sendo a razão molar mistura:álcool um dos parâmetros pesquisados nas relações 1:3, 1:6 e 1:9. Outros foram a temperatura 60 e 80ºC e a concentração percentual do catalisador, 0,5, 1,0 e 1,5%p, (em relação à massa de óleo). A combinatória destes parâmetros resultou em 18 reações. Dentre as condições reacionais estudadas, oito atingiram acidez aceitável inferior a 1,5%p possibilitando a definição das condições para aplicação ótima da segunda etapa. A melhor condição nesta etapa ocorreu quando a reação foi conduzida a 60°C com 1%p de H2SO4 e razão molar 1:6. No final da primeira etapa foram realizados tratamentos pertinentes como a retirada do catalisador e estudada sua influência sobre a acidez final, utilizando-se de lavagens com e sem adição de hexano, seguidas de evaporação ou adição de agente secante. Na segunda etapa estudaram-se as razões molares de óleo:álcool de 1:6 e 1:9 com álcool metílico e etílico, com 0,5 e 1%p de NaOH assim como o tratamento da reação (lavagem ou neutralização do catalisador) a 60°C, resultando em 16 experimentos. A melhor condição nesta segunda etapa ocorreu com 0,5%p de NaOH, razão molar óleo:etanol de 1:6 e somente as reações em que se aplicaram lavagens apresentaram índices de acidez adequados (<1,0%p) coerentes com os parâmetros da ANP.
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Blendas sebo/soja para produção de biodiesel: Proposta de um processo batelada homogêneo como alternativa para Agricultura Familiar
(2010) Magalhães, Fábio Carvalho; Villarreyes, Joaquín Ariel Morón
Neste trabalho foi desenvolvido um processo em batelada para a produção de biodiesel de blendas sebo bovino:óleo de soja, empregando matérias primas com baixo grau de tratamento e um fluxograma com todas as etapas do processo foi levantado. Estudaram-se blendas entre sebo (sólido, IA=53mg/g) e óleo de soja degomado (líquido, IA=1,4mg/g). Encontrou-se que a blenda com 20% de sebo mantém-se líquida na temperatura ambiente da região, tem um índice de acidez de 11mg/g e apresenta o melhor resultado na reação de esterificação. Desta forma,é possível evitar um custo com energia para fusão da gordura que pode ultrapassar 200kJ/kg por etapa. O acréscimo de Na2CO3 após a reação de esterificação neutralizou o catalisador ácido, aumentou o rendimento e reduziu significativamente o número de lavagens, tornando o efluente do processo mais limpo e livre de contaminantes. Os produtos formados da reação do ácido sulfúrico com o sal não são agressivos ao meio ambiente nas quantidades geradas e são facilmente retirados do processo. A reação de transesterificação foi seguida de evaporação e centrifugação para possibilitar a separação da fase de ésteres e da glicerina e aumento do rendimento de biodiesel, respectivamente.
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Caracterização dos efeitos da genisteína em membranas de asolecitina de soja: correlação com atividades biológicas
(2014) Azambuja, Carla Roberta Lopes de; Lima, Vania Rodrigues de; Parize, Alexandre Luís
Neste estudo, realizou-se a incorporação e caracterização dos efeitos da isoflavona genisteína (Gn) na dinâmica molecular de lipossomos de asolecitina de soja (ASO), por meio de UV-vis, HATR- FTIR, RMN, DSC, potencial zeta e DLS. Os resultados obtidos neste contexto foram correlacionados com dados de atividade da Gn frente à peroxidação in vitro induzida por radical hidroxil e testes de viabilidade celular em linhagens celulares de glioma de rato e adenocarcinoma da mama humano, através do ensaio MTT. A concentração de saturação de Gn incorporada em lipossomos de ASO foi detectada em 484 µM (0,13 mg/mL). Nesta concentração, a Gn inibiu a peroxidação lipídica em 90,90%. Os lipossomos contendo genisteína em uma concentração de 20 µM reduziram a viabilidade celular das linhagens de glioma C6 e carcinoma MCF-7 em 25%. Resultados referentes aos ensaios de caracterização indicaram que a genisteína influenciou a dinâmica de diferentes regiões da membrana composta por ASO. Os resultados HATR - FTIR demonstraram que a isoflavona aumentou em 1,93 cm-1 a freqüência da banda referente ao estiramento assimétrico do grupo fosfato (ѵas PO2 - ), presente na região polar lipídica, reduzindo o seu grau de hidratação. A Gn também reduziu a largura das bandas de ѵas PO2 - em 2,74 cm-1 . Os resultados de 31P RMN demonstraram que a Gn aumentou a anisotropia de deslocamento químico do grupo fosfato, indicando, junto aos dados obtidos por FTIR, um ordenamento desta região do lipídio. Estudos de RMN indicaram que a genisteína reduziu o valor do tempo de relaxação longitudinal (T1) de 1H da colina lipídica em 0,11 s, demonstrando que a isoflavona aumentou a mobilidade deste grupo polar. Os estudos de cargas na membrana indicaram que a Gn tornou os valores de potencial zeta dos lipossomos, 15 mais positivos, sugerindo que a isoflavona orienta o grupo colina para um plano superior ao plano do grupo fosfato. Na região de interface da membrana, a Gn reduziu a largura de banda de FTIR referente ao estiramento axial do grupo carbonila (ѵ C=O) em 2,9 cm-1 , ordenando esta região. A Gn reduziu o valor de freqüência da banda referente ao estiramento simétrico dos grupos metilenicos presentes na região acil do lipídio (ѵs CH2) em 1,33 cm-1 . Isto indicou um ordenamento da região hidrofóbica da membrana provocado pela isoflavona. Nesta região, foi observado um aumento em 0,46 s no valor de T1 do lipídio após incorporação de Gn. Os resultados de DSC demonstraram um aumento no valor de variação de entalpia (∆H) das cadeias acil de ASO em 0,09 J/g, induzido por Gn. Tais dados de RMN e DSC indicaram um efeito de ordenamento na região hidrofóbica do lipídio. Estes dados foram confirmados por medidas de turbidez, as quais demonstraram que a isoflavona aumentou o valor de densidade ótica do lipídio em 34,6%. Os resultados obtidos neste trabalho contribuirão com dados e informações referentes à interação de Gn e lipossomos de ASO, importantes para a compreensão de seu mecanismo de ação, bem como para o desenvolvimento de sistemas farmacológicos antioxidantes e antitumorais eficientes e menos tóxicos.
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Caracterização físico- química em lipossomos e atividade oxidante do extrato da Rapanea ferruginea
(2016) Santos, Desirée Magalhães dos; Lima, Vânia Rodrigues de; Moura, Neusa Fernandes de
Neste estudo, avaliou-se a atividade antioxidante in vitro do extrato da folha da Rapanea ferruginea pelo método de DPPH e por ensaios de peroxidação lipídica. Também avaliou-se a interação de tal extrato com modelos de membrana lipossomal, sendo a dinâmica molecular deste investigada por técnicas instrumentais como Infravermelho com transformada de Fourier com refletância total horizontal atenuada, ressonância magnética nuclear, calorimetria de varredura diferencial e espectroscopia de ultravioleta - visível. Através do ensaio de DPPH, determinou-se a IC50 do extrato em 7,8 ug/mL para inibição da oxidação do radical. Os resultados de inibição da peroxidação pelo método de TBARS, indicaram um valor de IC50 do extrato na forma livre de 1,43 ug/mL. Por outro lado, através desse ensaio, detectou-se que o extrato na forma incorporada em lipossomos se comportou como pró-oxidante em função de sua concentração. Tais resultados foram associados à composição fenólica do extrato foram identificados por HPLC-DAD, o ácido siríngico, ácido cinâmico, ácido gálico, quercetina, quercetrina e catequina. Em função de sua concentração, alguns destes compostos podem apresentar caráter pró-oxidante. Avaliou-se a influência do extrato na dinâmica molecular das membranas, onde verificou-se que o extrato provocou um aumento do grau de hidratação no grupo fosfato, presente na região polar lipídica. Na região de interface lipídica, resultados de HATR-FTIR demonstraram que o extrato provocou uma diminuição da largura da banda de estiramento axial da carbonila lipídica em 25 cm1, indicando um aumento do ordenamento nessa região. Na região hidrofobica lipídica, o extrato provocou um aumento no valor da frequência do pico referente ao estiramento simétrico do grupo metileno em 1,83 cm-1, indicando um aumento da desordem nessa região. Este resultado foi confirmado por análises de DSC, onde foi observada a diminuição da variação da entalpia em 0,029 J/g e da temperatura de transição de fase em 4,43 C para o lipídio após interação como o extrato. O aumento da turbidez em 54% indicou que o extrato pode ter aumentado o tamanho dos lipossomos ou gerou agregacao das vesículas. Os resultados obtidos através dos ensaios de caracterização da dinâmica molecular foram correlacionados à atividade oxidante do extrato.
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Carvão de Casca de Beterraba Ativado como suporte para Nanopartículas de Fe3O4: Síntese, Caracterização e Aplicação na Remoção do Corante Verde brilhante
(2023) Hartz, Taís Port; Schereen, Carla Weber
A utilização de resíduos agroindustriais como adsorventes naturais (carvões ativados) é de suma importância devido a maioria deles, em razão do volume gerado ser um problema ambiental. Além disso, são de fácil obtenção e baixo custo o que viabiliza o uso do processo de adsorção como alternativa na remoção de corantes. Os carvões ativados são materiais carbonosos porosos que apresentam uma forma microcristalina, não grafítica, que sofreram um processamento para aumentar a porosidade interna. Podem ser produzidos por meio de materiais orgânicos, tais como madeira, palha de milho, casca de coco, casca de arroz, bagaço de cana-de-açúcar, entre outros. As matérias-primas são carbonizadas e após tratadas térmica e/ou quimicamente para a ativação, que é a remoção de materiais que estejam obstruindo os poros. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um nanoadsorvente proveniente da casca da beterraba suportado com nanopartículas de magnetita. Os carvões da polpa e da casca da beterraba foram preparados e ativados com ZnCl2 e após realizados estudos de adsorção do corante verde brilhante. Posteriormente, foram preparadas as nanopartículas de magnetita pelo método de cooprecipitação e suportadas ao carvão escolhido da casca (CA) devido a apresentar melhores resultados na adsorção. Os carvões após ativação apresentaram uma área superficial maior (1527 e 1428 m²/g, respectivamente CA e CB) em relação ao não ativado. Também os estudos de adsorção demonstraram que o carvão apresenta alta eficiência de adsorção utilizando mínima quantidade de adsorvente, o que se torna viável economicamente. Quanto ao adsorvente preparado a partir da casca de beterraba (CA) suportando nanopartículas de óxido de ferro (Fe2O3) exibiu aumento da área superficial (914 m²/g) mas inferiores àqueles sem a presença de nanopartículas. Os adsorventes preparados a partir da casca da beterraba apresentaram alta eficiência na remoção do corante verde brilhante na concentração de 100mg/L. Quanto ao tamanho dos poros os carvões da casca e da polpa são microporosos enquanto o nanocompósito é mesoporoso o que facilita a adsorção de moléculas maiores.
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Casca de arroz como adsorvente para extração de micotoxinas em cebola
(2011) Carvalho, Ana Paula Moura Guimarães; Furlong, Eliana Badiale
A produção mundial de arroz chega a 80 milhões de toneladas ao ano, considerando que as cascas representam 20% deste valor, anualmente são geradas cerca de 1.162.000 toneladas desse rejeito. Há alguns anos, esse material era descartado no ambiente, atualmente as leis de proteção ambiental, demandaram na preocupação com resíduos de casca de arroz (FOLETO, 2005). Segundo Mayer (2006) a casca leva aproximadamente 5 anos para se decompor e exala um volume elevado de metano, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Visando proteger a integridade do meio ambiente, estão sendo buscadas alternativas para reduzir os impactos ambientais do descarte e recuperar os investimentos na cultura do grão. Devido seu alto teor de silício a casca de arroz, é matéria-prima de grande interesse para aplicação em vários ramos: indústria eletrônica, cerâmica e na agricultura e também pode ser utilizada como fonte energética e ser aplicadas como adsorvente, em análises químicas (FOLETO, 2005; ROSA, 2009). Neste trabalho o objetivo foi padronizar método para a determinação das aflatoxinas B1, B2, G1, G2 e ocratoxiana A em cebola, empregando a técnica de extração, Dispersão da Matriz em Fase Sólida (MSPD), tendo a casca de arroz como adsorvente, de forma a possibilitar a determinação dos contaminantes empregando cromatografia de camada delgada de alta eficiência (HPTLC) e/ou cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de fluorescência (HPLC-FD). A cebola (Allium cepa L.) foi a matriz escolhida devido sua importância econômica, ela é a terceira hortaliça mais importante economicamente no Brasil, depois do tomate e da batata. O país está entre os dez maiores produtores do mundo, sendo que na safra de 2010 a produção foi de 1.548.146 toneladas. Dentre os estados que se destacam pela sua produção estão: Santa Catarina, São Paulo e Rio Grande do Sul. No entanto, a cebola assim como os demais alimentos é suscetível à contaminação fúngica e se entre a microbiota estiverem espécies toxigênicas pode ocorrer à produção de micotoxinas. O método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (recuperação) para cada tipo de determinação cromatográfica. Para HPTLC, os limites de detecção variaram entre 0,33-5µg Kg-1 e os de quantificação entre 1-15µg Kg-1 Para o método HPLC-FD os limites de detecção variaram entre 0,003– 0,26 µg Kg-1 e os de quantificação 0,03 – 2,6 µg Kg-1 . As recuperações para o método HPTLC variaram entre 76- 95% e para HPLC-FD variaram entre 72-88%. O método desenvolvido foi aplicado para verificar a ocorrência de micotoxinas em 14 amostras de cebola. A contaminação com aflatoxinas foi verificada em 43% das amostras analisadas. O nível máximo encontrado foi de 90 µg Kg-1 para aflatoxina B2 em uma amostra de cebola crioula, com o defeito de mancha negra.
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Contaminação por compostos Butilestânicos em três regiões portuárias do Chile
(2016) Batista, Rodrigo Moço; Fillmann, Gilberto; Castro, Ítalo Braga de
O imposex em gastrópodes (Acanthina monodon, Oliva peruviana e Xanthochroid Cassidyformis) e os níveis de butilestânicos (BTs) em sedimentos superficiais e tecidos foram avaliados em três áreas sob a influência das atividades marítimas ao longo da costa central do Chile. As concentrações mais elevadas de TBT foram observadas na baia de São Vicente (Concepción), atingindo 122,3 ng Sn g-1 em sedimentos superficiais e 59,7 ng Sn g-1 em tecidos de gastrópodes, enquanto em Valparaiso variou de 7,4 a 15,8 ng Sn g-1 em biota. As menores concentrações de TBT em sedimentos foram detectadas em Coquimbo (<2 ng Sn g- 1 ), que pode ser atribuída a um menor tráfego de embarcações (provavelmente usando produtos livres de TBT) associado à dinâmica local. Apesar de DBT e MBT serem os analitos predominantes, aportes recentes de TBT foram evidentes em algumas áreas. Na verdade, os barcos de pesca pode ser uma fonte relevante, uma vez que estes predominaram nos locais mais contaminados. Além disso, a ausência de diferenças significativas entre os níveis BTs de ambos os sexos de A. monodon sugere que os tecidos de sexos distintos podem ser indistintamente utilizados para estudos futuros de contaminação. A incidência de Imposex foi detectada em 11 dos 15 locais amostrados, indicando que os níveis ambientais de TBT tem sido suficiente para induzir efeitos deletérios sobre os organismos expostos. Assim, os impactos causados pelo TBT nas zonas costeiras do Chile foram detectáveis e consistentes com outros estudos realizados na América do Sul. Este problema ambiental pode ser, provavelmente, devido a falta de regulamentação proibindo o uso de tintas antiincrustantes a base de TBT, indicando que esta pode ser a realidade das demais áreas do Chile sob influência de atividades marítimas.
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Contaminação por compostos organoestânicos na baía de Todos os Santos
(2013) Pereira, Vanda Artifon; Fillmann, Gilberto
Uma avaliação espaço-temporal da contaminação de compostos organoestânicos foi realizada na baía de Todos os Santos utilizando sedimentos superficiais, tecidos de moluscos bivalves e a ocorrência de imposex. Para a abordagem espacial foi feita análise química dos sedimentos superficiais (10 pontos) e moluscos bivalves (9 pontos) (Mytella guyanensis e Anomalocardia brasiliana) coletadas entre 2010 e 2011. Para a análise temporal 7 destas amostras de sedimento superficial foram recoletadas no ano de 2012. Adicionalmente, em 2012 foi também avaliada a ocorrência de imposex (RPLI, FPLI, VDSI e % imposex) em Stramonita rustica (11 pontos) em comparação com resultados de 2004. Todos os pontos amostrados foram escolhidos baseados na presença do tráfego de embarcações que é intenso dentro da baía de Todos os Santos. A avaliação espacial mostrou que elevados níveis de TBT (262 ng Sn g-1 para sedimentos superficiais e 421 ng Sn g-1 para tecidos de moluscos bivalves) foram encontrados na parte mais interna da baía, onde há uma menor hidrodinâmica e maior predomínio de sedimentos finos com maiores teores de carbono orgânico. Os valores detectados nos moluscos bivalves coletados na estação Rio do Cunha (S8) representam riscos potencias à saúde, visto que M. guyanensis (sururu) é bastante consumida pela população local e as concentrações de TBT encontradas foram acima dos limites máximos de ingestão diária (250 ng kg-1 dia). Na avaliação temporal não foi observada diferença significativa (p>0,05) entre as concentrações de TBT nos sedimentos coletados em 2010/2011 e 2012. Porém, o predomínio dos metabólitos (IDB>1) nos sedimentos de 2012 indica uma degradação dos aportes antigos de TBT. Apesar disso, a redução nos índices de imposex em S. rustica ao longo da última década indica uma diminuição da contaminação por TBT, pelo menos na região mais externa e, possivelmente, menos impactada da baía. Sendo assim, os resultados sugerem que os aportes recentes de TBT são menores do que foram no passado Esta melhoria está relacionada a implantação de legislações a nível nacional e internacional que, a vários anos, vêm proibindo o uso de TBT em tintas anti-incrustantes. No entanto, os níveis de contaminação TBT ainda são relevantes, especialmente na parte interna da baía de Todos os Santos, pois estão acima dos que causam toxicidade a biota.
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Contaminação por compostos organoestânicos na baía de Todos os Santos.
(2014) Faria, Vinícius Wyse; Scheeren, Carla Weber
Neste trabalho, NPs de Ir(0) foram suportadas em membrana polimérica [AC/Ir(0)], e combinando-se LI BMI.N(Tf)2, [AC/LI/Ir(0)]. A síntese das NPs de Ir(0) ocorreu a partir da redução do precursor organometálico [Ir(COD)Cl]2, o qual foi disperso nos LIs BMI.PF6 ou BMI.BF4 em condições reacionais de 5 bar de H2 e 75°C. Após 30 minutos, foram obtidas NPs esféricas com distribuição monomodal e diâmetro médio em torno de 2-3 nm. As NPs de Ir(0) foram caracterizadas por DRX e MET. Posteriormente as NPs de Ir(0) foram suportadas nas membranas poliméricas. As análises de MEV exibiram uma estrutura compacta e rugosa para as membranas sem LI, diferente da estrutura observada para a membrana contendo LI, mais flexível e plastificada. As membranas poliméricas contendo NPs de Ir(0) foram analisadas através de IV, MEV-EDS, MET, método BET e ADM. As análises mostraram que as NPS de Ir(0) encontram-se distribuídas homogeneamente sobre toda a membrana polimérica [AC/Ir(0)]. A adição do LI à membrana [AC/LI/Ir(0)] exibiu uma diminuição da área superficial, porém o acréscimo das NPs, induz um aumento na área superficial. A análise por espectroscopia na região do infravermelho (IV) exibiu as interações do LI com a estrutura do acetato de celulose. As análises dinâmico-mecânicas (ADM) exibiram que as membranas poliméricas contendo LI possuem maior flexibilidade e menor tenacidade. As membranas poliméricas foram aplicadas em reações de hidrogenações de olefinas e arenos. Os resultados mostraram que as membranas poliméricas contendo Ir(0) exibiram menor atividade catalítica, porém elas tem maior durabilidade e permitem maior número de reciclos nas reações de hidrogenação, comparando-se ao uso somente de NPs de Ir(0).