PPGMQ-MG - Doutorado em Química (Teses)
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Item Metodologias de extração para determinação simultânea de dioxinas e furanos policlorados em amostras de água(UFVJM, 2019) Sicupira, Lázaro Chaves; Silvério, Flaviano Oliveira; Pinho, Gevany Paulino de; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silvério, Flaviano Oliveira; Lemos, Leandro Rodrigues de; Fidêncio, Paulo Henrique; Cassimiro, Douglas Lopes; Fonseca, Francine Alves Souza daAs dioxinas e furanos policlorados estão entre os poluentes orgânicos persistentes mais tóxicos que existem e podem ser encontrados em diferentes matrizes ambientais como ar, água e solo. Portanto, o monitoramento desses compostos no ambiente é importante para identificação de potenciais riscos à saúde das pessoas. Este trabalho teve como objetivo comparar as metodologias microextração líquido-líquido dispersiva (MELLD), QuEChERS (sigla do inglês Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged e Safe), extração líquido-líquido com partição em baixa temperatura (ELL-PBT) e extração líquido-líquido (ELL) para determinação simultânea de 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina (2,3,7,8-TCDD) e 2,3,7,8-tetraclorodibenzofurano (2,3,7,8-TCDF) em amostras aquosas. Para isso, foi necessário otimizar e validar as metodologias MELLD, QuEChERS e ELL-PBT para determinação desses analitos em matrizes aquosas. Assim como, estabelecer as condições ideais para analisar esses compostos por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por arranjo de diodos (CLAE-DAD). As quatro metodologias foram comparadas através do tempo de preparo de amostra, volume de solvente orgânico, seletividade, taxa de recuperação, desvio padrão relativo, limite de quantificação e linearidade. As melhores condições de análise foram: coluna Kinetex, temperatura de 30 oC, fase móvel 100% acetonitrila, vazão de 0,5 mL min-1 e comprimentos de onda de 227 nm para 2,3,7,8-TCDF e 232 nm para 2,3,7,8-TCDD. As condições ótimas de extração foram 1,0 mL de acetonitrila contendo 50,0 μL de tetracloreto de carbono e 5,0 mL de água, agitadas em vórtex por 1 min para MELLD, 4,0 mL de acetonitrila e 4,0 mL de água, homogeneizadas em vórtex por 1 min para QuEChERS e 8,0 mL de acetonitrila e 4,0 mL de água, agitadas em vórtex por 1 min e mantidas a -20 oC por 1 h para ELL-PBT. As taxas de recuperação variaram de 93,5 - 105,5%, os desvios padrões relativos foram inferiores a 10,8% e o limite de quantificação foi 5,3 μg L-1 para MELLD, 4,8 μg L-1 para QuEChERS e 2,4 μg L-1 para ELL-PBT. As principais características apresentadas pelas três metodologias otimizadas foram taxas de recuperação elevadas, precisão, exatidão, linearidade, seletividade e extratos limpos sem a necessidade da etapa de “limpeza” dos extratos. A ELL também apresentou taxas de recuperação elevadas, entretanto não foi seletiva para os compostos estudados. A MELLD foi a metodologia mais adequada para preparar amostras de água para determinação simultânea de 2,3,7,8-TCDD e 2,3,7,8-TCDF devido ao seu menor consumo de solventes orgânicos, menor tempo de preparo de amostra e cromatogramas com menos sinais de interferentes.Item Desenvolvimento de metodologias para determinação de parâmetros cinéticos de reações eletroquímicas simples(UFVJM, 2019) Oliveira, Fernando Mota de; Santos, Wallans Torres Pio dos; Silva, Leonardo Morais da; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Wallans Torres Pio dos; Ferreira, Lucas Franco; Blanes, Lucas; Souza, Solange de; Mourão, Henrique Aparecido de Jesus LouresA Cinética de reações eletroquímicas simples pode ser descrita a partir da constante de velocidade padrão heterogênea (k0) e dos coeficientes de transferência de carga (αc e αa). A determinação destes parâmetros permite entender quão rápida é a reação e qual processo, oxidação ou redução, é mais sensível à variação de potencial. Esta informação sobre a reação é útil em estudos para caracterizar materiais ou superfícies. Este trabalho apresenta duas novas propostas simples e rápidas para determinação destes parâmetros cinéticos. No primeiro caso, a aplicação da análise por injeção em batelada acoplado com detecção amperométrica de múltiplos pulsos (BIA-MPA) é proposta como um método alternativo para obter parâmetros cinéticos a partir de gráficos de Tafel ou uma relação linear corrente-potencial em baixos sobrepotenciais. Os estudos cinéticos foram realizados para permitir a caracterização da superfície de um filme fino de diamante dopado com boro (BDD). Nesses estudos, o potencial de equilíbrio (Eeq), os parâmetros cinéticos corrente de troca (I0), αc e αa, bem como k0 foram avaliados. Os valores de k0 obtidos para as diferentes reações redox a partir das análises por BIA-MPA foram comparados com aqueles obtidos usando a técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e com outros valores obtidos da literatura. Os resultados mostraram que a determinação dos coeficientes de transferência por gráficos de Tafel usando BIA-MPA é possível apenas para cinéticas lentas. No segundo caso, uma abordagem mais simples e rápida para determinar k0, αc e αa de reações quase-reversíveis simples foi desenvolvida usando a cronoamperometria de pulso duplo (DPC) em tempos curtos e com baixos sobrepotenciais. Os parâmetros cinéticos foram determinados para as reações faradaicas envolvendo pares redox de complexos de ferro sobre um eletrodo de carbono vítreo comercial. Os erros envolvidos neste tipo de análises foram avaliados pelo método de simulação numérica por diferenças finitas, no qual uma simples estratégia foi proposta para considerar coeficientes de difusão desiguais. Além de ser simples e rápido, o método proposto baseado em DPC tem a vantagem de permitir o cálculo de k0 sem influência de α. Uma ótima correspondência foi observada entre as observações experimentais e as análises teóricas envolvendo as simulações por diferenças finitas. Além disso, boa concordância foi observada para os valores de k0 obtidos por DPC em tempos curtos com os valores obtidos por EIS e com dados da literatura. Portanto, no presente trabalho, duas novas alternativas são apresentadas para calcular parâmetros cinéticos de reações eletroquímicas que podem viabilizar uma caracterização mais simples e rápida de eletrodos utilizados para diferentes propósitos.Item Composição química de extrativos lipofílicos de madeira de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.)(UFVJM, 2019) Oliveira, Gliciane Ramos Azevedo; Silvério, Flaviano Oliveira; Grasel, Fábio dos Santos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silvério, Flaviano Oliveira; Pinho, Gevany Paulino de; Baraúna, Edy Eime Pereira; Baldin, Talita; Cassimiro, Douglas LopesO presente estudo, realizado em duas etapas, teve como objetivo geral avaliar a composição química de extrativos lipofílicos de madeira de Acacia mearnsii De Wild. A primeira etapa do estudo teve como objetivo a determinação do teor de extrativos de amostras de madeira de acácia-negra com quatro anos de idade usando extração em Soxhlet e caracterização dos extrativos por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas e espectroscopia na região do infravermelho. Na extração, obteve-se 1,68% e 0,68% de extrativos totais e lipofílicos, respectivamente. Os compostos detectados nos extrativos lipofílicos são constituídos principalmente por ácidos graxos (~ 32,8 mg kg-1) e esteróis (26,9 mg kg-1). Já na segunda etapa do estudo, a composição química dos extrativos lipofílicos da madeira de A. mearnsii de 4, 7, 10 e 13 anos, foram analisadas. A madeira, proveniente de árvores de 7, 10 e 13 anos, apresentaram teores de extrativos lipofílicos de 0,23, 0,28 e 0,28% (m/m), respectivamente. Entretanto, a madeira de 4 anos apresentou aproximadamente o dobro desses valores (0,60% m/m). Os extrativos lipofílicos foram caracterizados por cromatografia em fase gasosa, antes e após a hidrólise alcalina. As principais classes químicas identificadas foram ácidos graxos (27,11 a 95,0 mg kg-1), esteróis (20,5 a 55,7 mg kg-1), compostos aromáticos (0,75 a 13,2 mg kg-1), álcoois graxos (0,0 a 3,46 mg kg-1) e hidrocarbonetos (0,0 a 2,62 mg kg-1), antes e após a hidrólise. Pode-se verificar que os extrativos da madeira de A. mearnsii apresentaram concentrações inferiores dos constituintes, principalmente de ácidos graxos e esteróis, quando comparadas às concentrações de extrativos de madeira de eucalipto obtidas em outros estudos. Isso indica que a madeira de acácia-negra apresenta vantagens em relação à madeira de eucalipto, considerando a formação de depósitos de pitch. Além disso, verificou-se que os extrativos de madeira de árvores de 7, 10 e 13 anos apresentaram semelhança na identificação e caracterização dos compostos, indicando que madeiras provenientes de árvores com idade superior a 4 anos podem apresentar menor propensão a problemas de depósitos de pitch.Item Extração de ácidos úrico e ascórbico utilizando novos sistemas aquosos bifásicos com posterior detecção eletroquímica(UFVJM, 2019) Gonçalves, Laryssa Fernanda da Silva; Lemos, Leandro Rodrigues de; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Lemos, Leandro Rodrigues de; Franco, Débora Vilela; Carvalho, Mohana Zorkot; Senra, Tonimar Domiciano ArrighiAs metodologias analíticas baseadas em técnicas eletroquímicas (TE) são simples, rápidas e de baixo custo para detecção de diferentes analitos. Entretanto, em análise de matrizes biológicas, devido à complexidade das amostras, podem ocorrer interferências pela presença de compostos eletroativos, como o Ácido Úrico (AU) e o Ácido Ascorbico (AA), sendo necessária a etapa prévia de clean-up. Neste sentido, os sistemas aquosos bifásicos (SAB) vêm sendo estudados como alternativa promissora à extração líquido–líquido tradicional pelas diversas vantagens que o mesmo possui, como a utilização de reagentes não-tóxicos e não-inflamáveis, o baixo custo e a rápida separação de fases. O presente trabalho objetivou a obtenção de dados de equilíbrio líquido-líquido para novos SAB, formados por L64 ou F68 ou PEG400 + sais de sulfato + água e a caracterização de tais sistemas. Além disso, estudou-se o comportamento eletroquímico dos sistemas e a partição dos ácidos úrico e ascórbico, avaliando a interação destes com as fases do sistema, visto que o acoplamento das técnicas eletroquímicas com o SAB ainda não foi estudado. Para os sistemas compostos por copolímeros tribloco + sais de sulfato avaliou-se a influência da temperatura, dos eletrólitos e da massa molar dos polímeros, além de seu comportamento eletroquímico. Observou-se que a capacidade dos eletrólitos em promover a separação de fase foi melhor para CuSO4 que para o Fe2(SO4)3 e que o copolímero F68 é mais eficiente para induzir a separação de fases do que o L64. Com relação à avaliação eletroquímica, observou-se que os sistemas não possuem boa resposta, visto que os sais de cobre e ferro interferem fortemente na resposta do analito. Já para os sistemas formados por PEG 400 + Li2SO4 + água foram estudados a influência da temperatura e do pH no sistema e a influência destes parâmetros na partição dos UA e AA. Avaliou-se, além disso, a detecção dos analitos através de técnicas eletroquímicas. Concluiu-se que para estes sistemas as influências da temperatura e do pH não foram pronunciadas na curva binodal, mostrando que a separação de fases foi um processo endotérmico sendo dirigido termodinamicamente pela entropia. Com relação à partição do AU e do AA no sistema, observou-se que ambos os analitos possuem maior afinidade pela fase superior (FS) e que, tanto a temperatura como o pH influenciam fortemente na partição destes. Os dados eletroquímicos corroboraram com os resultados obtidos nas análises espectofotométricas, mostrando a tendência do AU em particionar para a FS e do AA para a FI. Portanto, este trabalho demostrou a potencialidade do acoplamento das TE com os SAB expandindo a gama de aplicações de ambas as técnicas.Item 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 GuimarãesAs 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.Item Eletrossíntese e caracterização de filmes poliméricos aplicados ao desenvolvimento de um imunossensor para diagnóstico de Dengue(UFVJM, 2019) Santos, Cátia da Cruz; Ferreira, Lucas Franco; Thomasini, Ronaldo Luis; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Ferreira, Lucas Franco; Verly, Rodrigo Moreira; Franco, Diego Leoni; Castro, Cláudio Márcio de; Malagutti, Andrea RenataA infecção pelo vírus da Dengue constitui-se em uma das doenças mais negligenciadas e de maior importância para a saúde pública no mundo. É uma doença de amplo espectro clínico, incluindo desde formas brandas até quadros graves, causada por diferentes sorotipos do vírus. Não existe tratamento específico para a Dengue. No entanto, a detecção precoce e o acesso a cuidados médicos adequados reduzem as taxas de mortalidade para abaixo de 1%. Novos métodos de diagnóstico da doença têm sido estudados através da imobilização da proteína não-estrutural 1 (NS1) do vírus dengue, por esta ser um marcador utilizado durante a fase aguda da doença. Para isso, imunossensores utilizando a detecção eletroquímica têm sido explorados em várias análises, uma vez que são específicos, simples, portáteis e geralmente descartáveis e podem realizar a detecção in situ ou automatizada. Neste trabalho, realizou-se a síntese eletroquímica de filmes poliméricos derivados do ácido 4-aminobenzóico (4-ABA), 4-aminobenzamida (4-ABZ), ácido 4-hidroxibenzóico (4-HBA) e 4-hidroxibenzamida (4-HBZ) na superfície de eletrodos de grafite através da voltametria cíclica (VC). Posteriormente, foi proposto um mecanismo de eletropolimerização para os polímeros obtidos. As propriedades eletroquímicas, morfológicas e estruturais dos filmes poliméricos formados e suas aplicações na imobilização de biomoléculas foram investigadas. Desta forma, verificou-se que os eletrodos modificados com poli(4-ABA) e poli(4-HBA) foram mais eficazes na imobilização da proteína recombinante não estrutural 1 (rNS1) e de anticorpos anti-NS1. Na segunda parte deste trabalho, um novo imunossensor eletroquímico baseado em anticorpos específicos anti-NS1 acoplados a eletrodos impressos de grafite modificados com poli(4-ABA) foi desenvolvido com sucesso para o diagnóstico do vírus da Dengue. A análise de validação foi realizada com amostras de soro humano, onde após os testes sorológicos (ELISA), diferentes soros foram testados pelo teste rápido da Bioclin, e os diagnósticos foram confirmados pelo método impedimétrico utilizado neste trabalho. Os resultados obtidos foram todos positivos para a metodologia imunocromatográfica utilizada no teste rápido e para a detecção impedimétrica de anticorpos anti-NS1. A comparação entre os resultados mostra que o dispositivo fabricado pode ser aplicado satisfatoriamente para o diagnóstico preciso do vírus da Dengue, apresentando excelentes resultados, sendo assim, uma nova alternativa de detecção da Dengue.Item Propriedades eletroquímicas do óxido ternários [Sn0,5Ru(0,5-x)Irx]O2 para a degradação de poluentes orgânicos e o estudo do comportamento supercapacitivo(UFVJM, 2019) Teles, José Joaquim de Sá; Silva, Leonardo Morais da; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silva, Leonardo Morais da; Ferreira, Lucas Franco; Mesquita, João Paulo de; Franco, Débora Vilela; Cestarolli, Dani TadeuEletrodos de malha de óxidos mistos microstruturados denominados EMOM- Sn0,5Ru(0,5-x)Ir(x)O2 foram preparados sobre tela de aço inoxidável por decomposição térmica usando-se o método de imersão (dip-coating). O estudo de MEV revelou uma morfologia superficial do tipo 'barro-rachado‘ para as diferentes composições. Os espectros de DRX revelaram a formação de filmes de óxidos com boa cristalinidade. A voltametria cíclica revelou um comportamento pseudocapacitivo reversível devido às transições redox superficiais no estado sólido, sendo que o fator de morfologia (φ) apresentou valores de 0,61-0,97 característicos de eletrodos altamente rugosos/porosos. O corante Cibacron LS-G dissolvido em água isenta de eletrólitos foi degradado numa célula munida de eletrólito polimérico sólido (EPS). A reação de captura de radicais hidroxila (OH•) com o reagente N,N-dimetil-p-nitrosoanilina (RNO) confirmou que os EMOM geram radicais fracamente adsorvidos durante a eletrólise da água. A energia elétrica consumida por ordem (EEO) que caracteriza o processo da degradação do corante não foi significantemente influenciada pela concentração inicial do corante. A análise da taxa de mineralização revelou que o EMOM- Sn0,5Ru0,2Ir0,3O2 apresenta o melhor desempenho global para a degradação do Cibacron LS-G. Eletrodos de óxidos metálicos mistos nanoestruturados denominados Ti/Sn0,5Ru(0,5-x)Ir(x)O2 foram preparados sobre titânio por decomposição térmica usando-se o método de gotejamento da solução precursora (drop-coating). A análise de MEV revelou a presença de domínios micrométricos (≈50 μm) que contêm em seus sub-domínios nanométricos (< 1 μm) nanopartículas com diâmetro médio de ≈200 nm. A análise de DRX revelou um baixo grau de cristalinidade. O fator de morfologia apresentou valores no intervalo de 0,11‒0,33. O estudo cronoamperométrico conduzido em tempos curtos (t ≤ 50 ms) revelou valores máximos da capacitância específica da dupla camada no intervalo de 68‒75 F g‒1 para o Ti/Sn0,5Ir0,5O2. Já o estudo conduzido em tempos longos (0,1 s ≤ t ≤ 3 s) revelou que as reações Faradáicas reversíveis no estado sólido exibem comportamento anômalo. O estudo de impedância revelou que os EMOMs exibem um comportamento do tipo poroso, permitindo a determinação da pseudocapacitância e a resistência do eletrólito no interior dos poros. Os óxidos mistos contendo Sn, Ru e Ir apresentam propriedades interessantes tanto para a degradação de corantes industriais como para o armazenamento de energia limpa.Item 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 SilvaO 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.Item Ânodos tridimensionais com elevado tempo de vida útil para a produção eletroquímica de ozônio a partir da eletrólise da água pura(UFVJM, 2017) Sousa, Lindomar Gomes de; Silva, Leonardo Morais da; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silva, Leonardo Morais da; Cestarolli, Dane Tadeu; Franco, Débora Vilela; Mourão, Henrique Aparecido de Jesus Loures; Ferreira, Lucas FrancoEletrodos constituídos de β-PbO2 foram preparados mediante inclusão de íons Fe3+ no processo de eletrodeposição do PbO2, usando como substrato tela de aço (ASTM 316) para obter eletrodos permeáveis à fluidos. A análise de difração de raios X revelou preferência na formação da fase β-PbO2 em relação à fase α-PbO2. Imagens de MEV revelou uniformidade com alterações superficiais devido à inclusão de Fe3+. Foi realizado eletrólise de água pura usando um eletrodo polimérico sólido (EPS) em um reator filtro prensa visando a produção eletroquímica de ozônio (PEO), obtendo uma eficiência de corrente da PEO (ΦPEO) de 10% com produção de ozônio de 1,58 g h─1 e consumo de energia de 0,250 kW h g─1. Eletrólise prolongada (t = 60 dias, j = 1,0 A cm─2 e 24 °C) demostrou estabilidade na tensão do reator (U) e na ΦPEO. Também foi eletrodepositado β-PbO2 em substrato de tecido de carbono tipo sarja para a mesma finalidade. A análise de difração de raios X revelou preferência da fase β- PbO2 em relação à α-PbO2. Imagens de MEV mostrou uniformidade com alterações superficiais devido à inclusão de Fe3+. Na PEO foi obtido uma ΦPEO de 9,5%, com produção de ozônio de 1,40 g h─1 e consumo de energia de 0,290 kW h g─1. Eletrólise prolongada (t = 30 dias, j = 1,0 A cm─2 e 24 °C) demostrou estabilidade de U e na ΦPEO. Foram realizadas otimizações, possibilitando reduzir o custo de produção do conjunto eletrodo membrana (MEA) e aumento na ΦPEO em 4% e redução dos custos energéticos em 40%. O ozônio produzido foi utilizado para degradar solução de paracetamol (PCT) (20, 30 e 50 mg dmdm─3) em função do pH (ácido, natural (6,3) e alcalino) e tempo de ozonização. A análise espectrofotométrica/UV e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) revelaram que a degradação é mais pronunciada em meios alcalinos, com uma menor energia elétrica por ordem (EEO). Estudos de demanda química de oxigênio (DQO) revelaram uma redução de 80% de DQO para a degradação em pH 10. Verificou-se uma tendência entre dados DQO e CLAE com espectrofotométrica/UV em 243 nm. O estudo de ressonância magnética nuclear (RMN), após a ozonização, revelou que a oxidação do PCT ocorreu através da ruptura do anel aromático, oxidada para HCO3−, sem alteração no grupo acetamida. Com a construção de um novo reator para degradar PCT, Reator PVC 50, possibilitou reduzir os custos de degradação do PCT em até 60%, em relação à degradação utilizando o reator de vidro.Item Síntese de nanoestruturas de alumina contendo o peptídeo antimicrobiano BP100 para aplicações biotecnológicas(UFVJM, 2018) Torres, Lívia Mara Fontes Costa; Verly, Rodrigo Moreira; Bemquerer, Marcelo Porto; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Verly, Rodrigo Moreira; Frizzo, Clarissa Piccinin; Munhoz, Victor Hugo de Oliveira; Carneiro, Guilherme; Lage, Guilherme Luiz da CostaNanopartículas de alumina contendo peptídeos antimicrobianos podem ser uma estratégia promissora para modelar dispositivos nanoestruturados para uso em implantes e próteses, com interesse de substituição óssea, uma vez que a contaminação por patógenos pode ser reduzida. Neste trabalho, é apresentada a síntese de nanobioestruturas de alumina em morfologia fibrosa, bem como a sua funcionalização com o peptídeo BP100 através de três diferentes estratégias de síntese: (i) via formação de uma ligação amídica entre o grupo amino de nanopartículas funcionalizadas e a cadeia lateral do resíduo de ácido glutâmico do peptídeo; (ii) através de ligação de dissulfeto entre nanopartículas funcionalizadas com o grupo tiol e cadeia lateral de resíduos de cisteína do peptídeo e (iii) por meio da reação de cicloadição 1,3-dipolar entre as nanopartículas funcionalizadas com o grupo azido e a cadeia lateral de propargilglicina do resíduo de aminoácido do peptídeo. Das três rotas de síntese desenvolvidas neste trabalho, verificou-se que o maior grau de substituição foi alcançado nas nanopartículas formadas a partir da reação de cicloadição catalisada por cobre (I). O trabalho apresenta ainda ampla caracterização estrutural e fisco-química das nanopartículas funcionalizadas empregando-se técnicas como difração de raios-x, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier, ressonância magnética nuclear e outras técnicas físico-químicas. Os dados de atividade antimicrobiana das nanobioestruturas obtidas mostram que as nanopartículas de alumina são ativas apenas após a funcionalização com o peptídeo BP100. Além disso, os estudos conformacionais por dicroísmo circular e de interação por ressonância plasmônica de superfície revelaram que as cadeias peptídicas mesmo ligadas covalentemente às nanopartículas de alumina conseguem estabelecer uma interação peptídeo-membrana, a partir da qual perturbam a estrutura da membrana microbiana exercendo assim seus mecanismos de ação.