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Adsorção e dessorção das espécies de arsênio (III e V) e ácido monometilarsônico, pela K-jarosita, para proposta de remediação ambiental
(UFVJM, 2016) Hott, Rodrigo de Carvalho; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Rodrigues, Jairo Lisboa; Mendonça, Leonardo Meneghin; Faria, Márcia Cristina da Silva
A elevada toxicidade e potencial de acumulação de arsênio em diversos ambientes têm incentivado pesquisas de novos métodos de remoção desse íon em águas contaminadas. Dentre os diversos processos utilizados, a adsorção contendo óxidos de ferro tem apresentado bons resultados na remediação de ambientes aquáticos contaminados por arsênio. Entretanto, muito do arsênio liberado no ambiente aquático é proveniente de efluentes de mineração, que apresenta meio extremamente ácido, o que impossibilita a ação da maioria dos adsorventes utilizados. Neste contexto, a K-jarosita surge como alternativa na remoção de arsênio em ambientes contaminados devido sua estabilidade neste âmbito de baixo pH. Os estudos deste trabalho foram realizados no campus do Mucuri da UFVJM e tiveram como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar através de ensaios de adsorção a efetividade de nanopartículas de k-jarosita na remoção de arsênio inorgânico (III e V) e arsênio orgânico (ácido monometilarsônico-MMA) em água contaminada, bem como a dessorção destes elementos promovendo a liberação dos sítios de adsorção dos nanomateriais. A K-jarosita foi caracterizada através da difratometria de raios-X, com seus pontos de reflexão estando de acordo com o arquivo padrão JCPDS 36-427. Seus dados difratométricos foram refinados pelo método de Rietveld, caracterizando sua estrutura como romboédrica de densidade 3,045g cm-3. Apresenta uma área superficial de 9 m2 determinada através do método BET, sendo uma estrutura mesoporosa, com poros apresentando volume de 0,034 cm3 g-1 e tamanho médio de 90Å, determinados pelo método BJH. Nos testes de adsorção, os estudos cinéticos demonstraram que a K-jarosita apresenta uma rápida adsorção, tendo o As(V) sido mais adsorvido que os demais. Com relação ao efeito de competição de ânions, foram realizados ensaios com NO3-, PO43- e SO42-, sendo observada pouca interferência dos íons nitrato e fosfato, e um efeito de aumento de adsorção do íon sulfato com relação ao As (V). No caso do pH, foram avaliadas as faixas de pH do meio ácido ao meio alcalino, sendo que nestas foi verificada maior estabilidade da K-jarosita em pH próximo de 3, fora do qual ocorre sua desestabilização com formação de outros óxidos de ferro. A dessorção ocorre em pH acima de 12, sendo o As-i (V) e o As-o MMA os mais facilmente liberados. Foram avaliadas isotermas de Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich e Redlich-Peterson, sendo todas adequadas à adsorção de arsênio pela K-jarosita, tendo o modelo de Langmuir-Freundlich apresentado um melhor ajuste. A capacidade máxima de adsorção pelas nanopartículas de K-jarosita foi de 11,12 mg g-1 para As (III), de 18,26 mg g-1 para As (V) e de 13,35 mg g-1 para MMA. Em análise de amostras de águas superficiais de rios contaminados por arsênio, provenientes do município de Paracatu/MG, todas ficaram após a adsorção por K-jarosita abaixo dos limites estabelecidos pela legislação vigente. Foi realizada também a recuperação do arsênio após dessorção na forma de Ag3AsO4, o qual apresentou grande eficiência em ensaios de fotocatálise, que também foram realizados. E como forma de funcionalizar o uso das nanopartículas de K-jarosita, foram desenvolvidos protótipos de filtros que apresentaram grande eficiência na remoção do arsênio em amostras de água. Através deste estudo, foi possível verificar que a K-jarosita apresenta grande potencial de ser utilizada como forma de remediação ambiental em ambientes aquosos contaminados por arsênio.
Análise de contaminantes químicos em solos das áreas do Parque Estadual do Rio Doce após o rompimento da barragem de fundão em Mariana/MG
(UFVJM, 2021) Vasconcellos, Clara Diniz Oliveira; Costa, Alexandre Sylvio Vieira da; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)
A importância econômica e social da atividade mineradora bem como a demanda mundial por minério de ferro, causam impactos socioambientais desde o processo de implementação da atividade até a disposição final dos rejeitos gerados. Diversos processos minerários contribuem com a disponibilidade de metais tóxicos no ambiente, capazes de acumularem em sedimentos, solos e água, com capacidade de promover efeitos nocivos a saúde das comunidades expostas direta ou indiretamente, devido ao potencial de bioacumulação destes metais. O rompimento da barragem de Fundão, localizada em Mariana-MG, que armazenava os rejeitos do beneficiamento de minério de ferro da empresa Samarco Mineração S.A, promoveu inestimáveis prejuízos ambientais e socioeconômicos, motivando estudos que permitam analisar o potencial de contaminação dos materiais contidos nas barragens de rejeitos de mineração. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo identificar a possível contaminação por metais nos solos das áreas ciliares do Parque Estadual do Rio Doce após o rompimento da barragem de rejeito de Fundão. Para tanto, foram analisadas seis áreas ciliares de três rios (Doce, Mombaça e Turvo) em locais nas margens dos leitos dos rios. Das áreas selecionadas, três áreas foram afetadas diretamente pelo rejeito e três não afetadas. O modelo experimental utilizado foi um fatorial 3x2x2, sendo três rios, dois pontos (montante e jusante), e dois anos de coleta (2016 e 2017) com quatro repetições. Os solos foram coletados na profundidade de 20 centímetros. Foram avaliados os elementos manganês, ferro, mercúrio e arsênio. Os resultados mostraram que os níveis médios de manganês foram mais elevados no rio Mombaça em comparação ao rio Doce, mesmo apresentando apenas uma das duas áreas estudadas afetada pelos rejeitos. Entre 2016 e 2017 foi observado uma tendência geral de redução dos valores de manganês nas margens dos rios avaliados. O rio Doce, onde foram avaliadas as duas margens afetadas pelos rejeitos, apresentou maiores níveis de arsênio em relação aos demais rios, mas com valores semelhantes a área afetada do rio Mombaça, ocorrendo acréscimos na sua concentração entre 2016 e 2017. O rio Turvo, não afetado pelos rejeitos, apresentou nos solos de suas margens teores de mercúrio mais elevados em relação as áreas afetadas dos demais rios, tanto nas amostras de 2016 quanto de 2017. As áreas afetadas pelos rejeitos apresentaram maiores teores de ferro em relação as áreas não afetadas, mas sem diferenças entre os anos avaliados, mantendo valores estabilizados. Os resultados indicam que um novo equilíbrio químico foi criado com a passagem do rejeito pelas margens dos rios e podendo interferir no equilíbrio solo/planta otimizando o processo de bioacumulação e afetando também a fauna local, principalmente dos animais herbívoros. No rio Turvo, o provável processo de mineração nas suas áreas mais próximas a foz, podem ter contribuído para o aumento do nível de mercúrio, elemento altamente tóxico ao meio ambiente, fauna e flora.
Aplicação do modelo matemático predador-presa de Lotka-Volterra no consumo do gás carbônico atmosférico por árvores na cidade de Ipatinga/MG
(UFVJM, 2019) Brito, Heitor Cardoso de; Tarrillo, Carlos Alberto Mirez; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Tarrillo, Carlos Alberto Mirez; Brito, Alexandre Faissal; Rodrigues, Jairo Lisboa; Silva, Willerson Custodio da; Canôas, Silvia Swain
O presente trabalho busca explicar, com base na implementação de um modelo matemático de equações diferenciais, a evolução temporal das concentrações do gás dióxido de carbono atmosférico (CO2) a curto e longo prazos, partindo de hipóteses sobre as emissões do referido gás, seu consumo através da fotossíntese de plantas e de dados sobre a taxa de crescimento e de mortalidade vegetal. Há um vasto referencial literário que registra os malefícios causados pelo aumento da concentração dos níveis de CO2: um deles é o aquecimento global; outro, menos conhecido, relaciona-se com a fisiologia vegetal. Para esta última, a maior intensidade de gás carbônico na atmosfera pode influenciar na redução da taxa de fotossíntese líquida das plantas. O sistema de equações matemáticas utilizado é proveniente do modelo de Lotka-Volterra, também conhecido como predador-presa; o arquétipo aqui utilizado considera que os vegetais são os predadores do CO2. A coleta de dados envolveu a obtenção de informações históricas (outubro de 2013 a outubro de 2017) dos índices de monóxido de carbono atmosférico provenientes de três estações automáticas de monitoramento de qualidade do ar instaladas nos bairros Bom Retiro, Cariru e Cidade Nobre, na cidade de Ipatinga/MG, Brasil. Constatou-se, com um nível de 5% de significância e p-value de 0.579, que os valores de COatm coletados semanalmente nas três estações podem seguir a curva Normal de distribuição com captação de 213.000 ± 41.000 ppm semanais. Já em relação ao modelo matemático de Lotka-Volterra, de posse das populações iniciais das presas e dos predadores e do cálculo das taxas de natalidade e mortalidade de ambos, concluiu-se que a experiência se aderiu perfeitamente ao modelo de equações diferenciais não linear, com pontos de equilíbrio de 2.177 ppm de CO2 e 5.329 árvores adultas, e ciclos de 2.057 anos. Constatou-se também que há um déficit de 405 vegetais em relação ao número de árvores plantadas no ano de 2017. É importante ressaltar que a região do Vale do Aço, da qual a cidade de Ipatinga faz parte, abriga grandes indústrias de base (siderúrgicas), de bens de capital (máquinas, metalúrgicas e equipamentos) e de consumo (indústrias alimentícias, papel etc.). O intuito desse trabalho é mostrar que existem meios para se calcular a quantidade certa de vegetais para mitigar ou até mesmo eliminar o volume de CO2 produzido pela ação humana nas cidades.
Aproveitamento do glicerol em células fotoeletroquímicas para produção de H2 e eletricidade com fotoanodos à base de BiVO4, WO3 E V2O5
(UFVJM, 2018) Andrade, Tatiana Santos; Pereira, Márcio César; Rodriguez, Mariandry; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pereira, Márcio César; Rodrigues, Jairo Lisboa; Oliveira, Luiz Carlos Alves de
Com a crescente relevância da produção do biodiesel no cenário atual, intensifica-se também a geração de glicerol bruto. O glicerol é formado em abundância nessa cadeia produtiva, representando 10% em peso do produto final. Dessa forma, a fim de permitir maior competitividade para a indústria do biodiesel, faz-se imprescindível a investigação por alternativas que visem o aproveitamento desse subproduto. Entre as possíveis transformações promissoras para o glicerol bruto, encontra-se o emprego de células fotoeletroquímicas. Nessas células, soluções aquosas de glicerol são convertidas em hidrogênio gasoso quando energia luminosa suficiente é incidida sobre o fotocatalisador. Apesar do grande potencial das células fotoeletroquímicas para o aproveitamento do glicerol, o desafio prevalecente é sintetizar um fotocatalisador que gere uma alta corrente fotovoltaica nas condições envolvidas, e tenha uma alta estabilidade e capacidade de absorção da luz vísivel. Neste trabalho, sintetizou-se fotocatalisadores à base de BiVO4, WO3 e V2O5 por método drop coating, a fim de avaliar seu potencial emprego em células fotoeletroquímicas em soluções de glicerol. As propriedades fotoeletroquímicas dos materiais foram investigadas por voltametria cíclica, impedância eletroquímica, Mott-Schottky, cronoamperometria e cronopotenciometria em soluções de Na2SO4 e Na2SO3. Além disso, caracterizou-se os materiais por reflectância difusa (DRS), Difração de Raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que as heterojunções sintetizadas são fotocatalisadores eficientes para clivagem da água. Particularmente, a heterojunção de BiVO4/WO3/V2O5 se destaca pela geração de alta corrente fotovoltaica e boas propriedades fotoeletroquímicas, mostrando que a junção dos três materiais foi realizada com êxito. Testes em soluções de glicerina geraram resultados ainda melhores, enaltecendo o desempenho dessa heterojunção em células fotoeletroquímicas para aproveitamento de glicerol.
Avaliação da exposição ocupacional em garimpeiros do Vale do Jequitinhonha-MG, usando biomarcadores de estresse oxidativo e genotoxicidade
(UFVJM, 2021) Silva, Heberson Teixeira da; Faria, Márcia Cristina da Silva; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)
A atividade mineradora tem sido relacionada com exposição a agentes químicos, físicos e biológicos, além da degradação e contaminação ambiental por metais tóxicos. Tais fatores podem potencializar o desequilíbrio entre os compostos oxidantes e antioxidantes, permitindo assim uma produção excessiva de espécies reativas de oxigênio que pode causar danos às biomoléculas, levando a diversas doenças, dentre elas, o câncer e doenças do sistema imunológico. Outro fator importante é a contaminação ambiental com metais tóxicos, elementos danosos ao homem e aos ecossistemas. Mineradores das áreas de extração de gemas do distrito de Taquaral de Minas, no município de Itinga, podem está expostos á essas condições laborais. Isso pode impulsionar a geração de radicais livres no sistema biológico e causar alterações no estado de saúde desses indivíduos, assim como na biota. Assim, este trabalho, teve como obetivo avaliar a exposição ocupacional em indivíduos garimpeiros, através de técnicas de biomonitoramento com biomarcadores para estresse oxidativo, genotoxicidade e mutagenicidade. Foram recrutados 22 indivíduos garimpeiros e 17 trabalhadores não expostos ocupacionalmente, totalizando 39 participantes, conforme aprovado pelo CEP/UFVJM no parecer 3.692.758. Foram avaliados os seguintes parâmetros: níveis plasmáticos de peróxidos totais, atividade da catalase, microelementos, já a análise ambiental foi realizada através do teste de ames e do Allium cepa. Os resultados da lipoperoxidação mostraram-se significativos, com frequências aumentadas nos indivíduos expostos em comparação com controles (p <0,05) pelo teste man whitiney. Os micronutrientes no sangue apresentaram menores concentrações no grupo exposto do que no nos indivíduos não expostos para os elementos Fe e Se. Os resultados do teste de ames e do Allium cepa apresentaram significância estatísticas em comparação com controles (p <0,05) pelo teste Man Whitiney para a genotoxicidade e a citotoxicidade. Assim, o presente estudo indica uma possível contaminação ambiental e um risco potencial para a saúde dos mineiros, o que sugerem que outros estudos são importantes na região.
Avaliação de risco e dos cenários futuros para o rio Todos os Santos em Teófilo Otoni, Minas Gerais, Brasil.
(UFVJM, 2018) Lyra, Franciny Xavier Metzker; Alexandrino, Carlos Henrique; Bomfeti, Cleide; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Alexandrino, Carlos Henrique; Brito, Alexandre Faissal; Welter, Cezar; Rodrigues, Jairo Lisboa
A água é um recurso inerente a todos os seres vivos e como tal, indispensável à sobrevivência e manutenção dos ecossistemas. A profunda ligação da água com as atividades antropogênicas tem acarretado sérios prejuízos aos recursos hídricos, onde essa água de má qualidade empobrece populações que carecem do recurso, interferindo na economia local. A água pode ainda representar um importante veículo de transmissão de doenças hídricas, que podem ser originadas de excretas humanas e de animais, ou mesmo pela presença de substâncias químicas nocivas aos seres vivos. O rio Todos os Santos, como um dos principais rios da Bacia do Mucuri, abastece a cidade de Teófilo Otoni e têm sido alvo cada vez mais do uso desordenado e inadequado de suas águas, o que têm refletido diretamente na qualidade das mesmas. Diante do atual cenário em que se encontra o rio Todos os Santos e da sua importância para Teófilo Otoni, o presente trabalho teve por finalidade analisar a qualidade da água desse rio em um período de seis anos. Para isto foram feitas avaliações dos parâmetros físicos-químicos e bacteriológicos, cálculos de Análise de Risco para as populações que consomem essa água, cálculo dos Índices de Qualidade da Água e Índice de Estado Trófico, assim como a análise do Índice de Qualidade da Água ao longo dos anos, analisando o lançamento de cargas futuras sobre o rio por meio de cenários hipotéticos. Observou-se que os dados de quantificação de Escherichia coli, condutividade, alumínio e ferro, estiveram acima dos limites impostos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente. Pelo cálculo de avaliação de risco, todos os elementos tóxicos estiveram dentro dos limites, não apresentando riscos significativos. O Índice de Qualidade da Água sofreu poucas variações com passar dos anos estando classificado na maioria dos casos como mediano. O Índice de Estado Trófico também apresentou poucas variações e para os casos analisados, o rio foi classificado como oligotrófico. Observou-se que as estimativas futuras apontam para um aumento pouco significativo das cargas poluentes e que mesmo para pontos distantes dos lançamentos de resíduos os valores de Escherichia coli se encontraram fora do limite e sua tendência com o passar dos anos é assim continuar. Pode-se concluir que o rio apresenta uma grande quantidade de contaminação fecal nos tempos presentes, e em análises futuras essa contaminação provavelmente acarretará uma série de patologias para população local.
Avaliação de substratos para produção de mudas frutíferas e olerícolas utilizando fibrilose e lodo de esgoto
(UFVJM, 2017) Oliveira, Bruna Avelar; Costa, Alexandre Sylvio Vieira da; Carli, Alessandra de Paula; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Rodrigues, Jairo Lisboa; Carli, Alessandra de Paula; Costa, Alexandre Sylvio Vieira da
Um dos principais fatores que favorece o desenvolvimento vegetal é a característica dos substratos utilizados para a produção das mudas, considerando que o desenvolvimento produtivo das plantas está intimamente ligado à sua fase de desenvolvimento inicial. Considerando tais aspectos, este trabalho teve como objetivo avaliar o desenvolvimento fitotécnico de plantas frutíferas e olerícolas, utilizando substratos desenvolvidos de resíduos de fibrilose oriundo de uma fábrica de papel e lodo de esgoto da Estação de tratamento de esgoto de Teófilo Otoni - MG. O resíduo de fibrilose foi coletado no pátio de deposição de resíduo da fábrica de papel Santher, localizada em Governador Valadares - MG. O material coletado foi conduzido ao laboratório de água e solos da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, localizado em Teófilo Otoni - MG. O material foi peneirado em peneira de malha de 5 mm para uniformização de suas partículas e mantido sob secagem ambiente durante uma semana. O lodo de esgoto tratado foi obtido da ETE de Teófilo Otoni, coletado no leito de secagem e conduzido ao laboratório sendo autoclavado e peneirado em peneiras de malha 5 mm para padronização de suas partículas. Em seguida, foi promovida a mistura do resíduo de fibrilose com o lodo de esgoto nas proporções: T1 (4,5:5,5), T2 (5,5:4,5), T3 (6,5:3,5), T4 (7,5:2,5) e T5 (8,5:1,5) (fibrilose: lodo de esgoto) (Vol: Vol) em litros. Os materiais foram homogeneizados e mantidos em caixas de isopor durante 35 dias, visando à estabilização do composto. Os outros tratamentos utilizados foram: solo orgânico, composto orgânico Fertiliza ® e substrato Bioplant ®. Após essa etapa foram utilizadas placas de isopor com células para produção de mudas. Após o preenchimento das células foram semeadas sementes de Mamão (Carica papaya), Maracujá (Passiflora sp.), Berinjela (Solanum melongena), Pimentão (Capscium annuum) e Tomate (Licopersicum sp.). Foram utilizadas 36 células por parcela experimental e o experimento com cinco repetições. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualisado. Após a germinação foi avaliado o índice de sobrevivência das plântulas. Em seguida, realizado um desbaste mantendo-se uma plântula por célula durante 30 dias. Após este período as plantas foram coletadas e avaliados as seguintes variáveis: comprimento por parte aérea, comprimento da raiz, peso seco da raiz e parte aérea. A análise estatística foi realizada utilizando o programa Estatjab da Unesp. As análises químicas dos substratos foram realizadas de acordo com o boletim de recomendação 3051 USEPA. Os resultados apontaram maior índice de sobrevivência do maracujá, comparada com as demais espécies testadas e as análises químicas apontaram que os substratos produzidos de lodo de esgoto e fibrilose estavam de acordo aos padrões da CONAMA 375/2006 e em concordância com o MAPA, que dispõe sobre normas para o uso de substratos na agricultura. A elevação dos níveis de manganês e potássio provavelmente potencializaram a morte das plântulas de berinjela e maracujá, respectivamente. Em relação ao desenvolvimento das plântulas, verificou-se que o composto fibrilose/ lodo de esgoto, nas proporções T3 e T4 (fibrilose/ lodo de esgoto) apresentou resultados positivos e em muitos casos superiores quando comparado ao substrato comercial e demais materiais orgânicos.
Avaliação toxicológica de composto vegetal fitossanitário utilizado no controle de plantas daninhas
(UFVJM, 2022) Silva Júnior, Francisco de Assis da; Faria, Márcia Cristina da Silva; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)
Como parte do conhecimento das populações tradicionais, a utilização de produtos fitossanitários alternativos (PFA), elaborados a partir de calda obtida de diferentes espécies vegetais para o controle de plantas “daninhas”, é uma prática histórica, embora pouco compreendida em termos de possíveis efeitos de toxicidade e genotoxicidade. Recentes estudos realizados através de ensaios biológicos têm evidenciado que alguns herbicidas podem apresentar tais efeitos, mas esses PFA não possuem ainda tal avaliação disponível na literatura. Entre os testes utilizados para avaliar toxicidade e genotoxicidade, o Allium cepa tem sido apontado como um eficaz organismoteste para estudos das bases dos mecanismos de ação e da caracterização dos efeitos decorrentes de alguns compostos. Diante do exposto, tornase fundamental que o conhecimento sobre a toxicidade e a genotoxicidade dos produtos PFA no Brasil seja ampliado, analisandose as reações dos organismos vivos a esses compostos. Nesse sentido, objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação do composto fitossanitário utilizado como herbicida caseiro, no controle da Brachiaria decubenses. Das concentrações estudadas, com exceção da aplicação da maior diluição do composto (1,25%), todos os tratamentos foram efetivos. Os resultados demonstraram que as variações nas dosagens do composto fitossanitário promoveram tanto estímulo quanto inibição de crescimento; 9,73% mais Massa Seca na maior diluição e 40% a menos na maior concentração; demonstrando haver variabilidade de resposta das plantas às concentrações. Para o controle efetivo do capimbraquiária, a dose do composto deve ser superior a 1,25%. A concentração de 5% foi capaz promover o controle das plantas de B. decumbens em dose única aos 15 dias. O conhecimento dos efeitos das concentrações permitiu uma economia de 33% na dose usualmente utilizada. Quanto aos ensaios toxicológicos, os índices mitóticos das células de A. cepa submetidas aos tratamentos não foram estatisticamente diferentes do controle negativo IM: 7,3%, sugerindo que os compostos fitossanitários em estudo não afetam a divisão celular. Porém, em relação às aberrações cromossômicas, houve aumento significativo da frequência global de micronúcleos e de necroses nas pontas, o que sugere a presença de efeitos mutagênicos. No teste Salmonella/microssoma, não foi constatada atividade mutagênica para os compostos de menores concentrações (1,25 2,5%) em nenhuma das linhagens testadas (TA98 e TA100). Contudo, a concentração mais elevada (5% do composto herbicida) foi considerada mutagênica utilizando S. typhimurium TA98 (com e sem S9) e TA100 (sem S9).
Avaliação toxicológica e remoção de mercúrio(II) em águas contaminadas e resíduos de mineração da bacia do Rio Doce usando nanoadsorventes de δ-FeOOH modificado quimicamente
(UFVJM, 2019) Maia, Luiz Fernando Oliveira; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Rodrigues, Jairo Lisboa; Pereira, Márcio César; Carneiro, Maria Fernanda Hornos; Faria, Márcia Cristina da Silva
O mercúrio é considerado uma das “principais substâncias perigosas” pela Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças, devido à sua persistência, bioacumulação e toxicidade no meio ambiente. Nesse sentido, tem-se desenvolvidos novos métodos de remoção deste elemento em águas residuais com a finalidade de alcançar os limites estabelecidos pela legislação. Portanto, é imprescindível que se possa além de quantificar com exatidão as concentrações deste metal presente na água, mas também seja possível prover de meios eficientes e de baixo custo para recuperar áreas contaminadas, como áreas que recebem resíduos provenientes do processo de mineração, de indústrias químicas ou até mesmo de desastres ambientais, como o ocorrido na cidade de Mariana-MG, devido a ruptura da barragem da Samarco. Dessa forma, a síntese de nanomateriais de ferro podem representar um avanço na remediação ambiental, unindo a grande afinidade que estes materiais possuem com metais à eficiência promovida pela elevada área superficial proporcionada pelas nanopartículas. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo (i) sintetizar nanopartículas de δ-FeOOH e modificá-las quimicamente para remoção de mercúrio em águas contaminadas e (ii) realizar análises físico-químicas e toxicológicas em amostras de água do Rio Doce. Os nanomateriais foram caracterizados pelas ténicas difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por reflectância total atenuada (FTIR-ATR), espectroscopia raman, microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), medidas de áreas superficial específica (BET), medidas de magnetização por magnetometria de amostra vibrante (VSM) e potencial zeta. As capacidades de adsorção dos adsorventes foram investigadas em função do pH, do tempo, da concentração inicial de mercúrio e presença de interferentes. A capacidade máxima de adsorção de nanopartículas de δ-FeOOH, δ-FeOOH oco e Cis-δ-FeOOH pelo mercúrio foi de 34,72, 89,1 e 217,13 mg g-1, respectivamente, em pH 7, aplicando a isoterma de Langmuir. Devido ao grande desempenho dos adsorventes na remoção de mercúrio, foram criados filtros dos nanomateriais. Os filtros foram altamente eficientes para tratar a água contaminada com mercúrio de amostras do rio Doce, reduzindo a concentração abaixo dos limites permitidos. As análises físico-químicas das amostras do rio Doce verificaram que o parâmetro turbidez estava bem acima do máximo permitido pela resolução do CONAMA 357/2005 indicando grande presença de material sólido suspenso que reduz a transparência e a qualidade da água. Além disso, os metais que se encontraram em maior concentração e acima dos limites estabelecidos pelo CONAMA foram: Ferro, Alumínio, Manganês e Mercúrio. Entretanto, as concentrações desses metais foram reduzidas quando as amostras do rio Doce foram filtradas usando nanopartículas de δ-FeOOH. Para os ensaios toxicológicos usando o bioindicador Allium cepa não houve diferenças significativas das análises citotóxicas e mutagênicas entre a água bruta e água tratada. No entanto, para a amostra tratada foram observadas diminuição do índice mitótico e aumento da frequência de micronúcleos em função possivelmente da presença de nanopartículas δ-FeOOH, sendo então necessário futuras pesquisas na área nanotoxicologia e nanogenotoxicologia.
Bioatividade dos extratos de alocasia macrorrhizos em cultura de células e modelo murino de vitiligo
(UFVJM, 2018) Cordeiro, Isac Henrique; Carli, Alessandra de Paula; Alves, Caio César de Souza; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Carli, Alessandra de Paula; Rocha Junior, Fernando Leitão; Rodrigues, Jairo Lisboa; Medeiros, Valquíria Pereira de
Na medicina tradicional do Vale do Mucuri, os extratos de tubérculos de Alocasia macrorrhizos são amplamente utilizados no tratamento do Vitiligo. Assim, torna-se importante considerar o valor potencial desta planta em seu conjunto, para a expansão do conhecimento sobre os princípios ativos para o uso seguro pela população. O objetivo deste estudo foi analisar a bioatividade dos extratos de A. macrorrhizos em cultura de células e modelo murino de vitiligo. Os tubérculos de A. macrorrhizos foram submetidos à extração aquosa, etanólica e de inibidores de proteases (IP). Os IP foram caracterizados utilizando SDS-PAGE, cromatografia líquida de alta efeciência (HPLC) e Espectrometria de Massas MALDI-ToF. Foi analisada a estequiometria de inibição de tripsina, atividade antioxidante e hemaglutinante dos IP. Para realização dos ensaios in vitro utilizou-se de células RAW 264.7 foram cultivadas, na presença e ausência de IP e de extrato aquoso. A viabilidade das células foi avaliada pelo método de MTT. O óxido nítrico (NO), pelo método de Griess, e o fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), pelo método de ELISA, foram mensurados nos sobrenadantes da cultura. O modelo murino de vitiligo foi induzido com hidroquinona 5% em camundongos C57BL/6 machos, que foram tratados ou não com 100mg/kg de extrato de tubérculo torrado. Os resultados mostraram a presença de duas bandas com aproximadamente 11 e 24 kDa. A HPLC mostrou dois picos nos tempos de retenção de 12 e 13 minutos e a análise de Espectrometria de Massas detectou um íon mais intenso de m/z (4213.484) e (8435.185) no tubérculo cru. O valor médio de inibição da tripsina foi de 0,423mg/L no tubérculo cru. A porção crua mostrou 40% de atividade antioxidante sem apresentar atividade hemaglutinante. Apenas na concentração de 100 µg/ml no IP de tubérculo torrado houve redução expressiva da viabilidade das células RAW 264.7. Além disso, a maior concentração dos extratos aquosos e etanólicos apresentaram 50% de citotoxicidade. O IP do tubérculo cru obteve os melhores resultados de redução da produção de NO e TNF-α, assim como o extrato etanólico do tubérculo cru, sem apresentar citotoxicidade. Os dados obtidos das análises das amostras biológicas mostraram que ocorreu a repigmentação dos folículos pilosos e redução do espessamento da camada epidérmica observados a nível histopatológico. Conclui-se, portanto, que os resultados in vitro e in vivo sugerem uma possibilidade do uso de extratos da espécie vegetal Alocasia macrorrhizos para a terapêutica do vitiligo.
Biomonitoramento e efeitos genotóxicos da exposição ocupacional a metais em mineradores de gema do Vale do Jequitinhonha
(UFVJM, 2018) Santos, Ana Paula Rufino; Rodrigues, Jairo Lisboa; Faria, Márcia Cristina da Silva; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Rodrigues, Jairo Lisboa; Faria, Márcia Cristina da Silva; Bomfeti, Cleide Aparecida; Franco, Mauro Lúcio; Mendonça, Leonardo Meneghin
Os seres humanos, em geral, estão em constante exposição a diversos agentes químicos, físicos e biológicos, por vias respiratórias, dérmicas ou de ingestão. Os processos de mineração liberam metais no meio ambiente, que podem se acumular em rochas, solos, água e sedimentos. A biodisponibilidade de metais tóxicos tem relação com o potencial de promover efeitos deletérios e exposição ocupacional. Este estudo foi realizado no Distrito de Taquaral de Minas, localizado no Vale do Jequitinhonha, Minas Gerais, Brasil. O Vale é uma das áreas mais ricas e produtoras de pedras preciosas do Brasil. Cinco minas foram analisadas: Bode (M1), Pirineu (M2), Pinheira (M3), Lajedo (M4) e Marmita (M5). Vários metais tóxicos (Be, Zn, Mn, Ba Cd, Hg, U) foram encontrados em solos, poeira e poeira sobre as rochas e os solos. Amostras de 22 indivíduos expostos ocupacionalmente e 17 pessoas não expostas, que formaram o grupo de referência, foram analisadas quanto aos elementos químicos. A genotoxicidade foi avaliada pelo Teste de Micronúcleo em células da mucosa bucal esfoliada. As seguintes alterações foram classificadas: células binucleadas (BN), cariolíticas (KL) e micronúcleos (MN). Os resultados do teste MN mostraram um aumento em todas as alterações do grupo exposto em relação aos controles (p <0,05; teste t de Student). A comparação de MN e concentrações de sangue e urina mostrou diferença significativa P <0,05. A análise de urina mostrou concentrações de Cr, Ni e Ba,e Pb e As no sangue superiores ao recomendado pelo ATSDR. O aumento dos anos de trabalho elevou as concentrações de elementos no sangue, provavelmente devido à exposição crônica. Então, há riscos potenciais na saúde dos trabalhadores devido à mineração de pedras preciosas.
Células solares a combustível para produção de H2O2 e geração de eletricidade
(UFVJM, 2021) Andrade, Tatiana Santos; Pereira, Márcio César; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pereira, Márcio César; Oliveira, Henrique dos Santos; Santos, Andreia Teixeira Oliveira; Coelho, Jakelyne Viana; Rodrigues, Jairo Lisboa
O desenvolvimento de células solares a combustível (PFCs) a partir de materiais acessíveis e que funcionem sem aplicação de potencial externo são de vasto interesse para diversificação da matriz energética com fontes de energia renovável. Além disso, esses dispositivos possibilitam o aproveitamento de diferentes tipos de águas residuárias promovendo dupla vantagem ambiental. À vista disso, nesse trabalho configurou-se dois tipos de PFCs que funcionassem sem aplicação de potencial empregando luz solar e a partir de óxidos metálicos de baixo custo, TiO2 ou BiVO4. A primeira PFC visou aproveitamento de compostos orgânicos ou inorgânicos para produção de H2O2: um importante produto químico que também pode ser aplicado como combustível. A segunda PFC objetivou a geração de eletricidade a partir do H2O2 como combustível. Os dois dispositivos aqui desenvolvidos apresentaram resultados de alta performance que conferem relevante progresso no desenvolvimento de células solares a combustível. A PFC para produção de H2O2 alcançou eficiência faradaica de 100% quando empregado eletrólito de NaHCO3 e fotoeletrodo de TiO2-CdS ou TiO2-CdSe. Essa eficiência é reportada pela primeira vez em fotocélula a combustível para produção de H2O2 utilizando TiO2. Já a PFC com oxidação de H2O2 empregou fotoeletrodos em configuração tandem com fotoeletrodos de W-BiVO4-V2O5 e Cu2O-CuO. Além de promover avanço pertinente em PFCs utilizando 2 absorvedores, a melhor fotocélula apresentou densidade de potência de 0.85 mW cm-2. Esse resultado é pelo menos 6 vezes mais alto que outros estudos reportados, e representa a maior potência alcançada para fotocélulas a combustível de H2O2. Além disso, também se avaliou o efeito de diferentes eletrólitos em relação ao desempenho e estabilidade da PFC, obtendo uma corrente estável de 3.4 mA cm-2.
Degradação do praguicida dissulfoton utilizando nanocompostos e avaliação dos efeitos toxicológicos
(UFVJM, 2021) Veronesi, Mayne Luisa Silva; Rodrigues, Jairo Lisboa; Bomfeti, Cleide Aparecida; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)
O Brasil possui como uma de suas principais atividades econômicas a agropecuária e, consequentemente, tornou-se um grande consumidor de praguicidas. Os organofosforados são contaminantes amplamente utilizados em atividades agrícolas, pois são eficientes contra diversas pragas. Contudo, apresentam variados níveis de efeitos tóxicos tanto para o ambiente quanto para a saúde humana. O composto analisado nessa pesquisa, foi o Dissulfoton, classificado pela ANVISA como classe I (altamente tóxico). Dessa forma, o presente estudo visou avaliar a capacidade de degradação desse contaminante organofosforado em água por reação de Fenton-Like catalisada por nano partículas de magnetita. A quantificação foi realizada através de cromatografia gasosa e o monitoramento dos efeitos tóxicos foi realizado através de um bioensaio, onde foram aplicados testes de citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do composto, antes e após o processo de degradação, utilizando o bioindicador Allium cepa. A metodologia desenvolvida se mostrou eficiente, com valores de degradação entre 74% e 94%, sendo as condições mais eficientes: volume de H2O2 de 600 μL, peso de magnetita de 600 mg e pH 5, de acordo com os resultados da taxa de degradação e os efeitos significativos analisados. Por meio da execução do teste Allium cepa, foi possível comprovar os efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos em células meristemáticas de raízes dessa planta. A presente pesquisa, possibilitou constatar a proficuidade do método desenvolvido, entretanto se faz necessário o aprofundamento dos estudos para identificar os compostos tóxicos gerados pela degradação para que a metodologia seja aplicada como proposta de remediação ambiental.
Degradação dos ácidos haloacéticos pelo método Fenton-Like catalisado por magnetita dopada com cobalto e análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas
(UFVJM, 2018) Mourão, Amanda Oliveira; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Rodrigues, Jairo Lisboa; Faria, Márcia Cristina da Silva; Franco, Elton Santos
Os contaminantes emergentes geram riscos à qualidade da água, sendo potencialmente tóxicos ao meio ambiente e a saúde humana. Os ácidos haloacéticos (AHAs), pertencentes à classe desses contaminantes, são subprodutos da oxidação química formados pelo processo de cloração da água nas Estações de Tratamento de Água (ETA), com alto potencial de risco carcinogênico em seres humanos. Devido aos riscos gerados por esses contaminantes, desenvolveu-se um método para avaliar a capacidade de degradação dos AHAs em água, pelo processo Fenton-like catalisado por nanopartículas de magnetita dopada com cobalto (Fe3- xCoxO4), com extração desses contaminantes por Extração líquido-líquido (LLE) e a análise via Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (GC-MS). O método desenvolvido mostrou-se eficiente na degradação parcial dos AHAs, com melhores valores de degradação de 62,5%, 61,57%, 30,01%, 38,96%, 36,83%, 50,23%, 83,5%, 40,72% e 78,97% para os compostos ácido monocloroacético (MCAA), ácido monobromoacético (MBAA), ácido dicloroacético (DCAA), ácido tricloroacético (TCAA), acido bromocloroacético (BCAA), ácido dibromoacético (DBAA), ácido bromodicloroacético (BDCAA), ácido dibromocloroacético (DBCAA) e ácido tribromoacético (TBAA), respectivamente. Através da aplicação do teste de Allium cepa, foram avaliados a citotoxicidade, genotoxicidade e a mutagenicidade dos AHAs. Os resultados comprovam seus efeitos citotóxicos e mutagênicos às células meristemáticas de Allium cepa. Por meio deste estudo, foi possível verificar a eficácia do método desenvolvido e o seu potencial como proposta de remediação ambiental.
Desenvolvimento de fotoanodos à base de W-BiVO4/V2O5 para fotooxidação da água e produção de hidrogênio
(UFVJM, 2018) Oliveira, Andreia Teixeira de; Pereira, Márcio César; Oliveira, Luiz Carlos Alves de; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pereira, Márcio César; Monteiro, Douglas Santos; Rodrigues, Jairo Lisboa; Lima, Diana Quintão; Pereira, Ana Rosa Passos
A grande dependência mundial de combustíveis fósseis traz consigo sérios problemas ambientais, sendo necessário o desenvolvimento de novas tecnologias a partir de fontes de energia limpa e renovável. Neste estudo, objetivou-se desenvolver um dispositivo fotoeletroquímico, baseado na heterojunção do Vanadato de Bismuto (BiVO4) dopado com Tungstênio (W) e Pentóxido de Vanádio (V2O5), para a clivagem da água em H2 e O2. Foram produzidos sete diferentes fotoanodos baseados em W-BiVO4 e V2O5. A fotoatividade desses fotoanodos foi investigada na reação de oxidação fotoeletroquímica da água sob irradiação de luz visível. As propriedades estruturais, morfológicas e ópticas dos fotoanodos foram avaliadas por Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia UV-vis. As imagens TEM e MEV mostraram que a estrutura de heterojunção foi sintetizada com sucesso, e os padrões DRX mostraram picos característicos indexados à forma monoclínica do W-BiVO4 e V2O5 ortorrômbico. Os espectros UV-vis mostraram que os filmes absorvem luz na região do visível com bandgap na ordem de 2,3 e 2,5 eV para o V2O5 e W-BiVO4, respectivamente. O desempenho fotoeletroquímico foi realizado por voltametria cíclica, cronoamperometria, potenciometria e espectroscopia de impedância eletroquímica, mostrando resultados surpreendentes para as heterojunções formadas, respondendo efetivamente à excitação com luz, com excelentes densidades de fotocorrentes geradas, demonstrando que a heterojunção W-BiVO4/V2O5 desempenha um papel importante nos comportamentos cinéticos (incluindo separação, transporte e recombinação) de cargas fotogeradas. Diante disso, os semicondutores se apresentam como materiais com grande potencial para aplicação em fotoeletrocatálise.
Desenvolvimento de fotocatodos à base de óxidos mistos de Bi e Al, Zn ou Sr para produção de hidrogênio a partir da clivagem fotoeletroquímica da água
(UFVJM, 2020) Salomão, Pedro Emílio Amador; Pereira, Márcio César; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pereira, Márcio César; Rodrigues, Jairo Lisboa; Nakagomi, Fábio; Filho, Francisco Moura; Siqueira, Guilherme Oliveira
A busca por fontes alternativas de energia, tem sido a força motriz de muitas linhas de pesquisas por todo o mundo. Nesta tese de doutorado é feito um estudo em cima de propriedades fotoeletroquímicas de materiais à base de bismuto, para obtenção de outros com potencial aplicação na produção de H2, que é tido como uma fonte de combustível renovável e limpo. Atualmente os materiais mais utilizados como fotocatodos na produção de H2 são em sua grande maioria constituídos por cobre (Cu), que apresentam pequena energia de bandgap (Valores entre 1,5 - 1,8 eV), banda de condução (BC) com potencial mais negativo que o potencial de redução de H+/ H2 (Valor próximo de -0,41eV), além de ser constituído de materiais de fácil obtenção. Porém ele é instável por sofrer fotocorrosão em solução aquosa, ocasionado pela redução de cobre, limitando sua atividade. Alternativo aos materiais a base de cobre, nessa tese é descrito a obtenção de três materiais à base de óxidos de bismuto, alumínio, zinco ou estrôncio. O material obtido Al2Bi24O35 / Al2Bi48O75 apresentou densidade de corrente de -5,09 mA.cm-2, eficiência de conversão dos fótons incidentes (IPCE) de 3,5% em 360nm e eficiência faradaica de 96% na produção de H2. O material SrBi4O7 apresentou uma densidade de corrente de - 1,92 mA.cm-2 , eficiência de conversão dos fótons incidentes (IPCE) de 4% em 500nm e eficiência faradaica de 91% para produção de H2. O ZnBi38O60 apresentou densidade de corrente de -1,3 mA.cm-2 eficiência de conversão do fóton incidente (IPCE) de 6,4% com pico máximo no comprimento de onda de 400nm e eficiência faradaica de 100% de conversão da corrente em H2. Todos os materiais obtidos nesta tese se mostraram uma alternativa de fotocatodos para substituir os materiais constituídos de Cobre.
Desenvolvimento de um sensor eletroquímico modificado com um filme de carbon black e delta óxihidróxido de ferro dopado com prata para detecção de peróxido de hidrogênio
(UFVJM, 2022) Melo, Wiviane Emília Reis de; Afonso, André Santiago; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Afonso, André Santiago; Rodrigues, Luciano Pereira; Rodrigues, Jairo Lisboa
Atualmente, sabe-se o importante papel do H2O2 como sinalizador de diversos processos fisiológicos e condições patológicos. É de extrema importância detectar e quantificar esse metabólito nesses processos, pois o H2O2 está associado ao dano celular e ao aparecimento de algumas doenças. A detecção do H2O2 pode ser feita através de várias técnicas, como a cromatografia e a espectroscopia. As técnicas eletroanalíticas, comparadas as técnicas citadas anteriormente são baratas, rápidas e de fácil miniaturização, além de serem sensíveis e seletivas. As últimas duas características podem ser melhoradas através da modificação do eletrodo de trabalho. Nesse sentido, foi desenvolvido um filme com nanomateriais de CB, A/δ-FeOOH e PDDA, para a modificação da superfície sensora, pela técnica Drop Casting, onde depositou-se 10 μL de uma dispersão preparada com 1mg de CB, 1 mg Ag/δ-FeOOH, sintetizado pelo método simples e reproduzível, e 1 μL de PDDA em água ultrapura de pH 10, sonicada durante 10 minutos. A imobilização do filme foi feita em um eletrodo descartável produzido artesanalmente. As características morfológicas foram estudadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDS), as quais revelaram que a imobilização do filme CB//A/δ-FeOOH ocorreu de forma eficiente. A análise da resistência relacionada à transferência de cargas foi realizada pela espectroscopia de impedância eletroquímica, que revelou uma menor resistência no eletrodo modificado em relação ao eletrodo não modificado. A partir dos dados de voltametria cíclica foi diagnosticada uma área eletroativa de 0,106 ± 0,005 cm² e uma constante heterogênea de kº =1,04 × 10-³ cm·s-¹ para o eletrodo CB//A/δ-FeOOH, comprovando o bom desempenho eletroquímico da modificação proposta. A investigação eletroquímica na detecção e quantificação do H2O2 indicou que o eletrodo com CB//Ag/δ-FeOOH obteve uma boa resposta eletroquímica para a redução do H2O2, com limite de detecção de 21,6 μM, limite de quantificação de 72,1 μM, sensibilidade analítica de 4,6.10-9 μA/μM e repetibilidade de 4,78 % para N = 5. Ademais, o sensor eletroquímico CB//Ag/δ-FeOOH foi capaz de detectar H2O2 na presença de dopamina (DA), ácido úrico (UA) e ácido ascórbico (AA). Por fim, recuperações entre 103 e 92% foram determinadas para H2O2 em soro fetal bovino. Os resultados alcançados indicam que o sensor desenvolvido para detectar H2O2 é uma alternativa na área de sensoriamento com bons níveis de precisão, boa seletividade, sensibilidade e reprodutibilidade.
Diagnóstico da qualidade da água na bacia hidrográfica do Rio Mucuri
(UFVJM, 2016) Corrêa, Luís Ricardo de Souza; Rodrigues, Jairo Lisboa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Rodrigues, Jairo Lisboa; Dias, Herly Carlos Teixeira; Bomfeti, Cleide Aparecida
Reconhecer a importância da água para a vida é um passo importante para a mudança de atitude. Porém, conhecer como está a qualidade da mesma é fundamental para que se possa agir de forma mais eficaz. Os corpos d’água estão suscetíveis à contaminação física, química e/ou biológica, sendo que a contaminação pode ter origem natural ou antrópica. A perda de qualidade da água pode afetar a saúde humana, o desenvolvimento de atividades industriais e agrícolas, a realização de atividades recreativas, entre outras. A bacia hidrográfica do rio Mucuri-MG é uma região com poucos estudos na temática da qualidade da água, sendo necessários estudos com esta temática. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo realizar diagnóstico da qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Mucuri, visando gerar informações para futuros processos de monitoramento, planejamento e gestão dos recursos hídricos. Para isso, foram realizadas análises físico-químicas, químicas e toxicológicas, além da busca de dados secundários para relacionar com os resultados obtidos. Foram coletadas amostras de água superficial de 19 pontos, localizados nos principais rios e córregos da bacia. Em cada ponto foram feitas 3 coletas, durante os anos de 2015 e 1016. Foi feita a determinação dos principais parâmetros físico-químicos e a determinação de metais e semi-metais, além do Teste Allium cepa (Teste de genotoxicidade e citotoxicidade). Dentre os parâmetros analisados a condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, Alumínio, Cobre, Ferro e Fósforo apresentaram em determinados pontos, valores acima do estabelecido pela resolução CONAMA (357 de 2005). Em relação a análise toxicológica, nenhum ponto apresentou potencial de citotoxicidade e genotoxicidade. Na análise a partir da bacia hidrográfica, as sub-bacias do rio Pavão e rio Todos os Santos e o ponto do rio Mucuri localizado a montante da cidade de Mucuri – BA apresentaram, nos dois períodos de amostragem, maior número de parâmetros em desacordo com a resolução. As sub-bacias do Mucuri do Sul e no rio Mucuri na região do distrito de Maravilhas, na cidade de Teófilo Otoni, não apresentaram nenhum parâmetro em desacordo com a resolução. A partir de análises de dados secundários foi possível identificar as fragilidades e potencialidades em relação às questões políticas, sociais, econômicas, ambientais e as referentes aos recursos humanos, técnicos e financeiros, presentes nos municípios da bacia e verificou-se enormes fragilidades nestes aspectos. Como a bacia hidrográfica é um ambiente complexo de inter-relações e interdependências, a melhoria da qualidade da água, passa também pela melhoria dos aspectos citados acima.
Estudo de avaliação de risco e biomonitoramento na bacia do rio doce após o rompimento da barragem de fundão
(UFVJM, 2021) Matos, Alice Rodrigues de; Rodrigues, Jairo Lisboa; Faria, Márcia Cristina da Silva; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)
No dia 5 de novembro de 2015, ocorreu o maior desastre ambiental no Brasil provocado pelo rompimento da barragem de Fundão, contaminando a bacia do rio Doce. Quatro anos depois, persiste a preocupação a respeito da contaminação por metais na água, nos peixes e nos humanos. Este é o primeiro estudo em Santo Antônio do Rio Doce (Aimorés) e Ilha das Pimentas (Governador Valadares) após o desastre ambiental. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivos avaliar o risco de exposição à saúde humana através da determinação das concentrações de elementos químicos (Al, As, Ba, Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Zn) nas brânquias e tecido muscular dos peixes, na água e lama; bem como realizar o estudo de biomonitoramento humano das localidades de Santo Antônio do Rio Doce e Ilha das Pimentas. Para isso, foi feita a aplicação de um questionário no estudo de biomonitoramento humano, coleta de sangue, soro e urina dos ribeirinhos; além da análise de água, lama e peixes, sempre utilizando a espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) para a quantificação dos elementos químicos em todas as amostras coletadas. Os resultados mostram que a água do rio Doce apresenta parâmetros dentro dos valores estabelecidos na resolução, indo ao encontro do percentual baixo de micronúcleos e anormalidades nucleares encontrados nos peixes. As amostras de lama também apresentaram concentrações dentro dos valores estabelecidos e em comparação com rejeito depositado em Fundão. As brânquias apresentam resultados de bioacumulação maior em comparação à musculatura dos peixes nos elementos Al, Ba, Cr, Fe, Mn, Se e Zn. No tecido muscular dos peixes, Fe e Se tiveram altas concentrações, porém no cálculo de estimativa diária, não apresentou risco à saúde ao considerar o maior consumo avaliado. As concentrações de As, Al, Cd, Ni e Mn nas matrizes biológicas estão acima dos valores de referências brasileiras. As principais correlações foram observadas entre Co, Cr, Mn, Ni e Pb no sangue e o consumo de cigarro. Os presentes dados sugerem que não há risco de consumo de peixes em porções diárias de 60g nestas localidades. A lama e água do rio Doce não apresentam concentrações dos elementos químicos alterados, porém a bioacumulação de elementos nas brânquias dos peixes sugerem um indicador de poluição ambiental. O biomonitoramento humano, por sua vez, demonstrou concentrações elevadas de alguns elementos tóxicos, com exposição mais acentuada na Ilha das Pimentas.
Isolamento e caracterização de bactérias resistentes a arsênio com potencial de aplicação em processos de biorremediação
(UFVJM, 2018) Aguilar, Naidilene Chaves; Rodrigues, Jairo Lisboa; Bomfeli, Cleide Aparecida; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Franco, Elton Santos; Rodrigues, Jairo Lisboa; Carli, Alessandra de Paula; Landa, Giovanni Guimarães
As alterações do equilíbrio ecológico e o impacto da atividade humana sobre o ecossistema terrestre começaram a se transformar em assunto de preocupação durante a década de 60, ganhando dimensões políticas a partir da década de 70 e sendo hoje um dos assuntos mais polêmicos do mundo. Na história do Brasil, um dos fatores primordiais para essa alteração ambiental tem importantes capítulos contados pelos esforços de exploração da terra ligados à atividade mineradora. Diatene do exposto, o presente trabalho teve como objetivo o isolamento a identificação e a caracterização de bactérias resistentes ao arsênio (As) presentes em amostras de solo, coletadas ao longo do Córrego Rico, no município de Paracatu/MG. Visando uma potencial aplicação na biorremediação de ambientes contaminados. O estudo utilizou a técnica da Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS). O estudo teve início com análise química do solo do qual foram isoladas bactérias, posteriormente testadas quanto sua tolerância ao As. As mais resistentes, foram identificadas e seu crescimento avaliado em meio contendo concentrações variadas de As. O meio onde as bactérias foram cultivadas e o interior das mesmas, forneceram dados para identificar a quantidade e a forma químicas de As presente no meio, na tentativa de observar se a bactéria seria capaz de causar alteração do metal e qual seria o mecanismo que o metabolismo das mesma utilizaria parra biorremediar o mesmo do meio ambiente. Foi possível isolar e identificar bacterias classificadas como Lysinibacillus boronitolerans e Bacillus cereus e identificar sua resistência após incubação na presença de espécies de As (III) e As (V). A quantificação das espécies foi feitas através do acoplamento da Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (LC) acoplado à Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS). Diante dos resultados obtidos, ficou claro que as estirpes não utilizavam da ação de Exopolissacarídeos para complexação do metal, nem da enzima arsenito-oxidase como processo de remediação, porém, devido a evidencias de Inter conversão das formas de As (III) e As(V). Foi confirmada utilização de outras formas dessa transformação. É possível que estejam presentes genes do complexo ars, capazes de expressar proteínas de membrana como canais de passagem desse metal, assim como de proteínas capazes de reduzir o arsenato como parte do processo de metilação e assim volatilizar parte do metal em um processo de desintoxicação.