Dissertations / Theses: 'Sensores de metales pesados'

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Pinheiro, Silvia Cristina Lopes. "Determinação simultânea de metais pesados em águas empregando sensores fluorimétricos e calibração multivariada." [s.n.], 2010. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/250561.

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Abstract:

Orientadores: Ivo Milton Raimundo Junior, María Cruz Moreno-Bondi
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química
Made available in DSpace on 2018-08-17T08:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_SilviaCristinaLopes_D.pdf: 3031586 bytes, checksum: d04087a8b894575a32142d906b54d76b (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver sensores fluorimétricos empregando os reagentes luminescentes ZOX (2-piridin-2-il-benzooxazol), [Ru(s2d)2(bim)] (complexo de Ru(II), onde s2d: 1,10-fenantrolina-4,7-di-il) bis(benzenossulfonato e bim: 2,2¿-biimidazol) bpySOH (4-[2-(4¿-metil-[2,2¿] bipiridil-4-il)-vinil]-fenol) e bpySOMA (2-metileno ácido butírico-4-[2-(4¿-metil-[2,2¿] bipiridil-4-il)-vinil]-fenil éster) para a determinação simultânea de metais pesados em águas. Os fluoróforos ZOX e [Ru(s2d)2(bim)] não forneceram resultados satisfatórios uma vez que sofreram lixiviação das matrizes (sol-gel) nas quais estavam imobilizados. Por outro lado, o reagente bpySOH e seu derivado bpySOMA forneceram bons resultados na caracterização em solução assim como na forma imobilizada. Estudos espectrofotométricos em solução com o bpySOH demonstraram estequiometrias de complexação ligante:metal de 1:1 para Cd(II), Ni(II) e Zn(II) e de 2:1 para Cu(II) e Hg(II). As constantes de estabilidade calculadas através de dados espectrofotométricos indicaram que os complexos de Cu(II), Hg(II) e Zn(II) são os mais estáveis. Estudos mostraram que Cu(II), Ni(II) e Zn(II) desativam a emissão do ligante, enquanto Hg(II) e Cd(II) incrementam essa propriedade. Experimentos de tempo de vida demonstraram um mecanismo de supressão estática da fluorescência para todos os complexos. Como estratégia de imobilização do ligante, avaliou-se uma matriz sol-gel (a partir do precursor TMOS). Imobilizado, o ligante mostrou resposta reversível para Cu(II), Hg(II) e Zn(II). O intervalo de resposta obtido para os íons metálicos foi de 2,50¿30,0 mmol L. A determinação simultânea em misturas contendo 2 ou 3 íons foi realizada utilizando Regressão por Mínimos Quadrados Parciais. Os modelos de calibração multivariada apresentaram resultados de previsão satisfatórios com valores de RMSEP inferiores a 3,00 mmol L. O derivado bpySOMA, por sua vez, apresentou comportamento semelhante em termos de valores de estequiometrias de complexação e constantes de estabilidade. Para imobilizá-lo, empregou-se um MIP seletivo para Cu(II). Estudos indicaram a seletividade para este metal frente a Cd(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II). Uma faixa de resposta foi obtida no intervalo de 0,1¿6,0 mmol L. O sensor foi aplicado à determinação de Cu(II) em águas de torneira fortificadas com o metal. Os resultados obtidos, quando comparados com um método de referência (FAAS) indicaram a aplicabilidade do sensor e que o mesmo apresenta potencialidade para trabalhos futuros.
Abstract: This thesis is aimed at developing fluorimetric sensors employing luminescent reagents ZOX (2-pyridin-2-yl-benzooxazole), [Ru(s2d)2(bim)](Ru complex, where s2d: 1,10-phenanthroline-4,7-diyl)bis(benzenesulfonate) and bim: 2,2¿-biimidazole), bpySOH (4-[2-(4¿-methyl-[2,2¿]bipyridinil-4-yl)-vinyl]-phenol) and bpySOMA (2-methylene-butyric acid 4-[2-4¿-methyl-[2,2¿]bipyridinyl-4-yl)-vinyl]-phenyl ester) for the simultaneous determination of heavy metals in waters. The fluorophores ZOX and [Ru(s2d)2(bim)] did not provide satisfactory results, being leached out from the matrix in which they were immobilized. On the other hand, bpySOH and its derivative bpySOMA provided good results in solution as well as after immobilization. Spectrophotometric studies of bpySOH in solution showed stoichiometries ligand:metal of 1:1 for Cd(II), Ni(II) and Zn(II) while 2:1 ratio was obtained for Cu(II) and Hg(II). Stability constants calculated from spectrophotometric data indicated that Cu(II), Ni(II) and Zn(II) complexes are the most stable. In addition, it was observed that Cu(II), Ni(II) and Zn(II) quench the fluorescence of the ligand, while Hg(II) and Cd(II) enhance this property. Lifetime studies demonstrated a static mechanism of quenching of fluorescence for all complexes. The ligand was immobilized in a sol-gel matrix (obtained from TMOS precursor), which presented reversible response for Cu(II), Hg(II) and Zn(II). The response range for the metal ions was 2.50¿30.0 mmol L. Simultaneous determinations of mixtures containing 2 or 3 ions were performed using the Partial Least Square method. Multivariate calibration models showed satisfactory prediction results, with RMSEP values lower than 3.00 mmol L. The derivative ligand bpySOMA showed similar results in terms of complexation stoichiometries and stability constant values. It was immobilized as a molecularly imprinted polymer selective to Cu(II), confirmed by the response of the non-imprinted polymer for Cd(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) and Zn(II) ions. A response range of 0.1¿6.0 mmol Lwas obtained. The sensor was applied to the determination of Cu(II) in tap water and the results agreed with those obtained by Flame Atomic Absorption Spectrometry.
Doutorado
Quimica Analitica
Doutor em Ciências

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Niu, Pengfei. "Carbon Xerogel nanocomposite materials for electrochemical devices: application to heavy metal detection." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2015. http://hdl.handle.net/10803/309289.

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Abstract:

En aquesta Tesi es descriu la fabricació d’elèctrodes nanocompòsits de carboni porós en forma de capa prima i capa gruixuda i la seva aplicació en l’anàlisi de metalls pesants en aigües. Aquests nanocompòsits de carboni es van preparar a partir de la piròlisi de materials obtinguts per química sol-gel, concretament de gels de resorcinol-formaldehid i de resorcinol-formaldehid amb sílice, que contenien precursors de bismut. Els gels pirolitzats presenten una estructura de carbó porós amb porositat oberta que conté nanopartícules de bismut ben distribuïdes. Aquests materials es van moldre fins a obtenir una pols de granulometria adequada per fer elèctrodes de pasta de carboni per ser estudiats al laboratori i elèctrodes serigrafiats de capa gruixuda de tipus comercial. Aquests elèctrodes presenten una resposta molt bona en l’anàlisi de metalls pesats en aigües. Els límits de detecció de Pb(II), Cd(II) i Ni(II) obtinguts amb aquest elèctrodes estan molt per sota de la concentracions màximes d’aquests metalls contemplades en les normatives d’aigua per al consum de la Unió Europea i els Estats Units (US-EPA). Es va dur a terme l’anàlisi de Pb(II), Cd(II), Ni(II), Zn(II) i Cu(II) en aigües reals de diferent origen i complexitat i es va veure que en la majoria de casos s’obtenien resultats que estaven d’acord amb les mesures fetes per espectroscòpia de masses. També es van estudiar les limitacions dels sensors desenvolupats i interferències entre els diferents analits. Pel que fa als elèctrodes en capa prima, per spin-coating es van dipositar capes primes uniformes i contínues de sols de resorcinol-formaldehid que contenien un precursor de SiO2 sobre oblies de SiO2/Si de 4 polzades. Es va comprovar que després de la piròlisi l’adhesió de les capes de carboni sobre la capa de SiO2/Si millorava molt incorporant en el sol el precursor de SiO2. Els elèctrodes de carboni/sílice en capa prima es van fabricar utilitzant processos de fotolitografia i soft-lithography. Aquests elèctrodes no donaven cap resposta en voltamperometria cíclica en solucions de ferri/ferrocianur però en canvi si que ho feien amb una sonda redox de ferrocè. En el cas de les capes primes, la incorporació de nanopartícules de bismut seguint un procediment anàleg al de la síntesi dels gels macroscòpics resultava problemàtica degut a que durant la piròlisi s’evaporava tot el bismut. Tanmateix, aquests elèctrodes es van poder utilitzar amb èxit per a l’anàlisi de metalls pesants fent simultàniament la co-deposició electroquímica de bismut amb els metalls pesats analitzats.
En esta Tesis se describe la fabricación de electrodos nanocompuestos de carbono poroso en forma de capa delgada y capa gruesa y su aplicación al análisis de metales pesados en aguas. Estos nanocompuestos de carbono se prepararon a partir de la pirolisis de materiales obtenidos por química sol-gel, concretamente de geles de resorcinol-formaldehído y de resorcinol-formaldehído con sílice, que contenían precursores de bismuto. Los geles pirolizados presentan una estructura de carbono poroso con porosidad abierta que contiene nanopartículas de bismuto bien distribuidas. Estos materiales se molieron hasta obtener granulometrías adecuadas para hacer electrodos de pasta de carbono para estudios de laboratorio y para hacer electrodos serigrafiados de capa gruesa de tipo comercial. Estos electrodos presentan una respuesta muy buena en el análisis de metales pesados en aguas, obteniéndose límites de detección de Pb(II), Cd(II) y Ni(II) que están muy por debajo de las concentraciones máximas contempladas por las normativas de agua para el consumo de la Unión Europea y Estados Unidos (US-EPA). Se llevaron a cabo análisis de Pb(II), Cd(II), Ni(II), Zn(II) y Cu(II) en aguas reales de diferente origen y complejidad y en la mayoría de casos se obtuvieron resultados en acuerdo con las medidas realizadas por espectroscopia de masas. Asimismo, se estudiaron las limitaciones de los sensores desarrollados y las interferencias entre los analitos. En relación a los electrodos en capa delgada, por spin-coating se depositaron capas uniformes y continuas de soles de resorcinol-formaldehído que contenían un precursor de SiO2 sobre obleas de SiO2/Si de 4 pulgadas. Se comprobó que después de la pirolisis la adhesión de las capas de carbono sobre la capa de SiO2/Si mejoraba mucho incorporando el precursor de SiO2en el sol. Los electrodos de carbono/sílice en capa delgada se fabricaron tanto por fotolitografía como por soft-lithography. Estos electrodos no presentaron respuesta alguna en voltamperometría cíclica en soluciones de ferri/ferrocianuro pero sí que lo hicieron en el caso de una sonda redox de ferroceno. En el caso de las capas delgadas, la incorporación de nanopartículas de Bi mediante un procedimiento análogo al seguido para la síntesis de los geles macroscópicos presentaba problemas debido a la evaporación de Bi durante la pirolisis. Sin embargo, estos electrodos se pudieron utilizar satisfactoriamente para el análisis de metales pesados haciendo una co-deposición electroquímica de Bi con los metales pesados analizados.
This Thesis describes the fabrication of both thick-film and thin-film electrodes with porous carbon nanocomposite materials and the application of these electrodes in the electrochemical analysis of heavy metals in aqueous solutions. These carbon composites were obtained from the pyrolysis of materials prepared by sol-gel chemistry approach, namely resorcinol-formaldehyde and resorcinol-formaldehyde /silica gels containing bismuth precursors. Bulk bismuth nanoparticle-carbon xerogel nanocomposite materials consist of an open porous structure of carbon with well distributed bismuth nanoparticles. These materials were ball-milled into powders of suitable size to produce conventional paste electrodes to be characterized in the lab and commercial-like screen printed thick-film electrodes. These electrodes display a superior performance in the sensitive stripping voltammetric detection of heavy metals in waters. The limit of detections for Pb(II), Cd(II) and Ni(II) obtained using these electrodes are well below the threshold concentrations established for drinking water quality by the EU and the US-EPA. The analysis of Pb(II), Cd(II), Ni(II), Zn(II) and Cu(II) have been performed in real waters of different origin and complexity, showing results in agreement with the standard mass spectroscopy method. The limitations of the developed electrodes and the interferences between different analytes were also investigated. In the case of thin film electrodes, large scale uniform and continuous carbon/silica films were deposited on 4-inch SiO2/Si wafers by spin-coating resorcinol-formaldehyde sols containing a SiO2 precursor. The interfacial adhesion between carbon films and SiO2/Si substrates is significantly enhanced by the addition of SiO2. Carbon/silica thin-film electrodes were fabricated by both photolithography and soft-lithography processes. These electrodes did not provide any cyclic voltamperometric signals in inner-sphere ferri-/ferrocyanide solutions but were successfully characterized in solutions containing outer-sphere ferrocene redox probe. The incorporation of bismuth nanoparticles into carbon/silica films during their sol-gel deposition stage is challenging due to the loss of bismuth by evaporation during pyrolysis step. Nevertheless, these electrodes were successfully applied for the detection of heavy metals by co-deposition of bismuth and heavy metals.

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Silva, Martin Kássio Leme da. "Desenvolvimento de Sensores Eletroquímicos para a Detecção de Metais Pesados." Botucatu, 2019. http://hdl.handle.net/11449/191123.

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Abstract:

Orientador: Ivana Cesarino
Resumo: Este trabalho apresenta, a caracterização e aplicação de um nanocompósito à base de óxido de grafeno reduzido (rGO) modificado com nanopartículas de antimônio (SbNPs) na análise simultânea e individual dos íons Cd2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ em amostras de água de torneira. O nanocompósito rGO-SbNPs foi sintetizado por um método de redução química utilizando borohidreto de sódio como agente redutor. O trabalho investigou as propriedades eletrônicas do rGO com a combinação sinérgica de SbNPs. Os resultados mostraram que o eletrodo GC/rGO-SbNPs detectou seletivamente os metais pesados (HMs) com alta sensibilidade, considerando os valores máximos permitidos para consumo de água potável no Brasil. Sob condições otimizadas, o eletrodo proposto apresentou um ajuste significativo de correlação linear com as concentrações dos íons Cd2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ variando de 0,1 a 4,5 µmol L-1. Os limites de detecção para determinação individual desses íons foram: 7,7 (Cd2+), 3,0 (Pb2+), 4,7 (Cu2+) e 9,6 (Hg2+) nmol L-1. Este trabalho revela a viabilidade do nanocompósito rGO-SbNPs na análise de HMs por voltametria de redissolução anódica de onda quadrada (SWASV), bem como, uma nova abordagem para análise in-situ destes metais.
Abstract: This work presents for the first time the characterization and application of a nanocomposite based on reduced graphene oxide (rGO) modified with antimonium nanoparticles (SbNPs) in the stripping analysis of Cd2+, Pb2+, Cu2+ and Hg2+ in drinking water samples. The nanocomposite was easy synthesized by a chemical reduction method using sodium borohydride as the reductant agent. The experiments investigated the remarkable rGO electronic properties with the synergetic combination of metallic SbNPs. The results showed that the GC/rGO-SbNPs electrode selective detected the heavy metal ions (HMs) with high sensitivity, regarding the standards of potable drinking water in Brazil. Under optimal conditions the proposed electrode showed good linear relationship with the concentration of Cd2+, Pb2+, Cu2+ and Hg2+ ranging from 0.1 to 4.5 µmol L-1 . The detection limits for individual determination of these ions were: 7,7 (Cd2+), 3,0 (Pb2+), 4,7 (Cu2+) and 9,6 (Hg2+) nmol L-1 .This work presents an analysis of the properties of the nanocomposite rGO-SbNPs in the analysis of HMs by square wave anodic voltammetry (SWASV), as well as a new approach for in situ analysis of these metals
Mestre

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Cadevall, Riera Miquel. "Bismuth based (nano)materials and platforms for (bio)sensing." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2014. http://hdl.handle.net/10803/285769.

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Abstract:

La tesi està basada en la fabricació de nous sensors i biosensors per a la detecció de contaminants. Els micro i nanomateials basats en bismut semblen ser materials molt apropiats per aconseguir aquest objectiu, tanmateix també s’han proposat altres plataformes sensores. En el primer capítol es descriuen detalladament els principals objectius d’aquesta tesi. La introducció d’aquesta tesi descriu les aplicacions més recents i rellevants basades en la utilització de nanomaterials de bismut, com ara en els camps de la medicina, la fotodegradació de contaminants orgànics, la cosmètica, els pigments o els aliatges. Aquesta part precedeix la descripció dels mètodes de síntesi més innovadors, dels sensors més eficients, bàsicament de metalls pesants, i de les aplicacions en el camp dels biosensors. Aquest recull es pot trobar al capítol 2. Les nanopartícules de bismut són una bona plataforma per a sensors i biosensors. En aquest sentit s’ha estudiat la modificació d’elèctrodes serigrafiats amb nanopartícules de bismut. En el capítol 3, s’avaluen diferents mètodes de síntesi de nanopartícules de bismut amb l’objectiu d’obtenir les nanopartícules més eficients en la detecció de metalls pesants; en aquest cas centrat en la detecció de cadmi i plom. Al capítol 4 es presenta una nova estratègia de modificació d’elèctrodes. Aquesta estratègia es basa en la utilització de nanopartícules core-shell. Tenint en compte l’avantatge que dóna el recobriment de bismut, aquestes nanopartícules s’han utilitzat en la detecció de metalls pesants en diferents plataformes sensores. La bona modificació d’aquests elèctrodes es demostra clarament fent cicles de modificat i neteja; el comportament d’aquests elèctrodes modificat es podria considerar com a una resposta digital. L’última plataforma sensora per a metalls pesants proposada es basa en xips de paper. El capítol 5 descriu la fabricació i optimització d’aquests dispositius. Aprofitant la capacitat de filtrar del substrat de paper de filtre, aquestes simples plataformes són capaces de detectar plom i cadmi en diferents matrius, com ara solució tampó, aigua de mar o fangs. En aquest últim capítol es mostra la integració de les nanopartícules de bismut en un biosensor de fenol, basat en l’activitat enzimàtica de la tirosinasa. El capítol 6 inclou la caracterització morfològica i electroquímica del sensor. Aquests elèctrodes modificats amb nanopartícules de bismut i tirosinasa tenen una molt bona resposta en la detecció de fenol i catecol i un baix efecte de les interferències. Finalment al capítol 7 hi ha les conclusions generals i les futures perspectives que obre aquest treball. En els annexos s’hi pot trobar una descripció dels mètodes de fabricació de les diferents plataformes sensores, les abreviatures utilitzades i la producció científica derivada d’aquest treball.
The thesis is focused on the fabrication of new sensing and biosensing platforms for pollutants detection. Although bismuth-based micro and nanomaterials seem to be the appropriated materials to achieve this objective nevertheless new platforms including for example those based on paper are also proposed. In the first chapter the main objectives of this thesis are described in detail. The introduction part (chapter 2) of this thesis is dedicated to the revision of the recent reports / achievements on bismuth-based nanomaterials in different application fields that include medicine, photodegradation of organic pollutants, cosmetics, pigments and alloys. An important section of this part is focused on the description of the effect of bismuth-based materials in heavy metals and biosensing applications. Bismuth nanoparticles are found as an innovative material in heavy metals sensing and biosensing applications. A study on the effect of the modification of screen-printed electrodes with bismuth nanoparticles and its use for the heavy metal detection is shown (chapter 3). Different modifications of polyol based bismuth nanoparticles synthesis have been evaluated in aim to obtain the more efficient nanoparticles with interest in heavy metal sensing. In addition the results obtained for the detection of lead and cadmium is also shown in the same chapter. In the chapter 4 a new electrode modification strategy is presented. This new strategy is based on the use of magnetic core/shell bismuth nanoparticles. Taking advantages of the bismuth oxide presence onto the shell of these nanoparticles, heavy metal detection in different On-Off sensing platforms is shown. The modification of electrodes is clearly demonstrated by doing cycles with both modification and cleaning of the electrodes obtaining a kind of digital (On-Off) response of heavy metals. To solve sampling and sample pretreatment issues a heavy metal sensing platform that uses a paper-based lateral flow chip is also developed and described at chapter 5. Fabrication and the optimization of this new heavy metal sensor are shown; it takes advantage of the use of a filter paper substrate. This new platform is capable to detect lead and cadmium in different matrixes including mud. In the last chapter (chapter 6), the integration of bismuth nanoparticles into a phenol biosensing system is shown. It takes advantages of the use of tyrosinase enzyme which brings certain selectivity in phenolic compounds detection. Morphological and electrochemical characterizations of the developed biosensor also are shown in this chapter. The developed biosensor shows good performance in catechol detection. Finally in the chapter 7 the general conclusions and some future perspectives are given.

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Díaz, Rengifo Juan Arturo. "Desarrollo de un sistema integral para monitorización in situ de metales pesados." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2001. http://hdl.handle.net/10803/6976.

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Abstract:

El presente trabajo de investigación titulado "Desarrollo de un Sistema Integrado para Monitorización "in situ" de metales pesados", trata de la puesta en marcha de un nuevo sistema de medida potenciométrico portátil para la determinación cuantitativa de metales pesados tóxicos al medio ambiente para medidas en el campo.

Comprende tres áreas disciplinarias:

En la primera área, la electroquímica, se desarrollan sensores químicos que a su vez se dividen en tres etapas: En la primera etapa, se estudia la fabricación de electrodos convencionales de cabezal reemplazable selectivos a los cationes de cobre(II), cadmio(II) y plomo(II). En la segunda etapa, el estudio de nuevos electrodos selectivos a los mismos cationes del estudio anterior en configuración plana basado en tecnología "thick film", adaptada a nuestras necesidades de fabricación mediante la técnica de moldeo ("casting"). Por último, en la tercera etapa, se estudia la fabricación de electrodos de referencia de configuración plana con la misma tecnología.

La segunda área es la informática, en la que se desarrolla un paquete de herramientas basado en "software" de LabVIEW versión 5.1, con el nombre de Instrumentación Virtual para el Control Potenciométrico de Sensores Químicos, (en inglés "VIPCCHES"). Este paquete está capacitado para el tratamiento de la información que contienen las señales analíticas procdentes de los sensores. Tiene tres funciones importantes. La primera función es la calibración de los electrodos por dos métodos: calibración externa continua y calibración externa discontinua, ambos en dos modos de operación, modo individual y modo "array" de electrodos.

Una segunda función del paquete VIPCCHES es la adquisición de datos en modo continuo de un electrodo o un array de electrodos, permitiendo al usuario programar las medidas necesarias en tiempos de adquisición variables. La tercera función operativa del programa, es la realización de análisis de muestras de metales para un electrodo o un "array" de electrodos. El valor de la señal adquirida es promediado y éste es confrontado con una curva de calibración del electrodo plano de manera automática, presentando los resultados de manera gráfica y numérica. Finalmente, los resultados pueden ser tratados mediante programas estándar tipo Excel.

En el área de la electrónica, se ha construido un dispositivo para procesar las señales que proceden de los electrodos planos de nombre "SPPAE" que permite la adecuación de las señales a la Tarjeta de Adquisición de Datos (TAD) en el ordenador. Está diseñado con filosofía de expansión, por medio de módulos de amplificación y filtrado (anti-aliasing) que se insertan en un Bus de alimentación.

La integración de estos tres sistemas (electrodos de configuración plana, el SPPAE y el VIPCCHES) forman parte del Sistema Integrado para Monitorización Ambiental que conocemos como SIMA estando dicho sistema capacitado para realizar análisis "in situ" de metales pesados.
In this work, a Integrated System for monitoring in situ of heavy metals was developed. Include three disciplinary areas, the electronic, the information technology and the electrochemical. The first step was development now chemical sensors selective to cationes using thick film technology. The second task was the development of one virtual instrument (VI), which is the essential part of the system, using the graphical programming language LabVIEW which is capable of performing measurements functions, including data acquisition, display, analysis in the time and frequency domains, data archiving and read to file. Finally its build a signals processor, for the now plane and miniaturised electrodes. The installations of these elements in a portable computer consist in the Integrated System.

Keywords: thick film, chemical sensors, integrated systems, virtual instrumentation, signals processor, in situ measurements, monitoring, heavy metals.

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Vásquez, Villafana Glibver José. "Desarrollo de un sensor químico a base de nanopartículas de oro para la determinación de Hg2+ en muestras de agua utilizando dispersión Rayleigh de resonancia." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7004.

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Abstract:

La detección de diferentes iones de metales pesados en las diversas fuentes de agua que existen ha sido de gran interés para diversos investigadores y autoridades públicas por el riesgo que estos suponen para la salud de los seres vivos. Debido a la elevada toxicidad que la sola presencia de uno de ellos supone, se han establecido estándares nacionales e internacionales de la cantidad máxima que los recursos hídricos deberían contener en su composición. De toda la gama de metales pesados existentes, el Hg2+ es uno de los más contaminantes y, de acuerdo a la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), la cantidad máxima permisible en el agua potable es 10 nM. Pese a que existen técnicas y protocolos establecidos para detectar la presencia de Hg2+ en agua, se ha visto la necesidad de encontrar métodos alternativos para su detección de una manera más rápida, barata y potencialmente portátil. Todo ello ha dado lugar al uso de sensores químicos de nanopartículas, los cuales han mostrado tener una muy buena aplicabilidad para tal fin [1,2]. En este trabajo se ha optimizado un sensor colorimétrico de Hg2+ basado en la agregación de nanopartículas de oro (AuNPs) inducida por lisina, previamente reportado en la literatura, y se le ha adaptado a un esquema de detección basado en dispersión Rayleigh de resonancia (DRR). En primer lugar, se llevó a cabo la síntesis de AuNPs de diferentes tamaños utilizando la metodología planteada por Turkevich y Frens de reducción de una sal de oro con citrato sódico, siguiendo el proceso de síntesis directa y otro de nucleación y crecimiento de nanopartículas. Se obtuvieron AuNPs de aproximadamente 14, 42 y 78 nm de diámetro con las cuales se procedió a realizar los estudios de detección de Hg2+ por espectrofotometría UV-Visible. Se llevó a cabo la optimización de varios parámetros experimentales incluyendo concentración de AuNPs, concentración del agente reductor de Hg2+ (citrato de sodio), concentración de lisina y tiempo de contacto entre reactivos. Una vez establecidas las condiciones óptimas aparentes en el ensayo de absorción para cada tamaño de AuNPs, se procedió a realizar las curvas de calibración tanto por absorción como por DRR. Se encontró que para la mayoría de casos era posible detectar concentraciones de hasta 10 nM de Hg2+ en agua a nivel de estándares de laboratorio. Mediante una comparación de los resultados obtenidos, se determinó que la mejor respuesta la brindaba el sensor de dispersión con AuNPs de 42 nm, siendo 10 nM de Hg2+ la concentración más baja que se ha conseguido detectar con una muy buena relación señal/ruido. Posteriormente, se realizó un estudio de interferencias utilizando diversos aniones y cationes que pudiesen encontrarse en una matriz de agua potable real, obteniéndose que estos iones no tenían una influencia apreciable en la variación de la señal del sensor. Finalmente, se evaluó con éxito la Aplicabilidad del sensor en una muestra real de agua potable contaminada con Hg2+.
Tesis

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Güell, Martí Raquel. "Development of chemical separation processes for the treatment and monitoring of metallic cations and oxoanions in polluted waters." Doctoral thesis, Universitat de Girona, 2011. http://hdl.handle.net/10803/51663.

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Abstract:

The chemical contamination of natural waters is a global problem with a worldwide impact. Considering the relevance of this problem, this thesis is intended, on one hand, to develop different separation/preconcentration techniques based on membranes ability to permeate anions for the transport of toxic oxyanions of chromium(VI) and arsenic contained in aqueous matrices. In particular, we have investigated supported liquid membranes and polymer inclusion membranes, both of which contain the commercial quaternary ammonium salt Aliquat 336 as a carrier, as well as commercial anion exchange membranes. On the other hand, we have focused on the development of chemical sensors to facilitate the monitoring of several metals from different aqueous matrices. Thus, a selective optical sensor for Cr(VI) based on polymeric membranes containing Aliquat 336 as an ionophore has been designed. Additionally, mercury-based screen-printed electrodes have been evaluated for for cadmium, lead, copper and zinc detection.
La contaminació química de les aigües naturals és un problema global amb repercussió a nivell mundial. Donada la rellevància que té aquesta problemàtica, en la present tesi s’han desenvolupat d’una banda tècniques de separació/preconcentració basades en diferents sistemes de membrana en què el mecanisme de transport proposat és un bescanvi aniònic per als oxoanions tòxics de crom(VI) i arsènic presents en matrius aquoses. Concretament, s’ha treballat amb membranes líquides suportades que contenien el portador comercial Aliquat 336, membranes d’inclusió polimèriques amb el mateix portador i membranes de bescanvi aniònic comercials. D’altra banda, s’ha treballat en el desenvolupament de diferents sensors químics per monitoritzar diversos metalls presents en matrius aquoses. Així, s’ha dissenyat un sistema de sensor òptic selectiu a Cr(VI) basat en membranes polimèriques utilitzant també el portador Aliquat 336 i s’ha desenvolupat un sistema de monitorització per plom, coure, cadmi i zinc basat en microelèctrodes serigrafiats modificats amb mercuri.

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Yamasaki, Alzira. "Estudos de adsorção de metais com interesse ambiental utilizando sensores acústicos de cristais piezoelétricos de quartzo." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2005. http://hdl.handle.net/10773/3202.

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Abstract:

Doutoramento em Química
A descarga de efluentes industriais, deposições atmosféricas, esgotos dos centros urbanos e contaminação proveniente de explorações agrícolas têm contribuído muito para o aumento da carga de metais pesados nos ambientes aquáticos. É desejável que a quantificação desses metais se faça por técnicas baratas, fiáveis e simples de utilizar, de modo a torná-las mais aplicáveis e permitir difundir os seus resultados na sociedade. A Microbalança de Cristal de Quartzo, MCQ, é um dispositivo piezoelétrico que alia a sua elevada sensibilidade à simplicidade e demonstrou já capacidade para produzir resultados fiáveis em análises quantitativas. No entanto, a MCQ não possui sensibilidade necessária para detectar metais ao nível de traços, tornando-se necessário fazer uso da Microbalança Eletroquímica de Cristais de Quarzto (MECQ), a qual dá informações complementares importantes em relação às técnicas eletroquímicas usuais, tais como mudanças de massa à superfície do eletrodo ou mudanças na viscosidade e densidade da solução. A leitura da massa depositada no eletrodo do cristal de quartzo, por Voltametria de Redissolução Anódica, permitiu determinar a concentração de cobre, dissolvido e na matéria particulada, existente na Ria de Aveiro, com limite de detecção de 1,46 μg L-1. A MECQ permitiu ainda estudar, sob uma nova perspectiva, os fenômenos de complexação. Essa possibilidade foi explorada mediante estudos da interação do chumbo com os ácidos húmicos. Estudos que envolveram processos de adsorção do cobre e do chumbo nos ambientes aquáticos foram também realizados com a MCQ. Porém, torna-se importante salientar que as concentrações dos metais em estudo estiveram na ordem dos mg L-1. Esses estudos foram concretizados recorrendo-se a modelos tão próximos quanto possíveis da natureza, colocando-se o cobre e o chumbo em contato com substâncias que simularam o material orgânico (ácidos húmicos) e os óxidos metálicos (Fe e Mn). Essa pesquisa se realizou revestindo-se os cristais de quartzo com substâncias que permitiram modelar esses componentes, existentes nos sistemas estuarinos. A superfície dos cristais revestidos foi estudada recorrendo-se à Difração de Raios X, a fim de se realizar a caracterização mineralógica dos produtos sintetizados que foram empregados para revestir o cristal piezoelétrico. Os ensaios biológicos, seguidos em tempo real, consistiram no desenvolvimento de uma metodologia para monitorar o crescimento de bactérias originárias da Ria de Aveiro, na presença de quantidades conhecidas de cobre, por meio dos cristais de quartzo. Com essa metodologia, foi possível determinar a quantidade a partir da qual o cobre se tornava tóxico e provocava a destruição das bactérias.
The discharge of industrial effluent, atmospheric depositions, sewers of the urban centers and contamination proceeding from agricultural explorations have been contributing to the increase of the heavy metal loading in aquatic environment. The availability of simple and inexpensive techniques to quantify those metals would allow the analysis to be made on a rotinary basis and their results to be widespreaded between the population. The Quartz Crystal Microbalance, QCM, is well known by its sensitivity and simplicity and was already shown to be able to produce reliable results in quantitative analysis. However, the QCM does not possess the necessary sensitivity to detect metals at trace level, becoming necessary to include an electrochemical preconcentration stage. The Electrochemical Quartz Crystal Microbalance, EQCM, gives important complementary information in relation to the usual electrochemical techniques, such as changes of mass onto the surface of the electrode and changes in viscosity and density of the solution. The reading of the mass deposited on the electrode of the quartz crystal, by Anodic Stripping Voltammetry, allowed to determine the copper concentration, dissolved and in the particulate matter, existing in Ria de Aveiro, with a detention limit of 1,46 μg L-1. The EQCM also allowed studying the complexation phenomena, under a new perspective. This possibility was explored by studying the interaction of lead with the humic acids. Adsorptions of copper and lead in aquatic environment have also been carried out with the QCM. However, it is important to point out that the concentration of the metals on these studies had been in the range of mg L-1. These studies had been done using models to mimic adsorption in the nature. Copper and lead were put in contact with substances that simulated the organic material (humic acids) and metallic oxides (Fe and Mn). This research was carried out coating the quartz crystals with the humic acids and metallic oxides. The surface of coated crystals was studied by XR diffraction, in order to characterize mineralogicaly the synthesized products that have been used to coat the piezoelectric crystal. The biological assays, followed in real time, used a methodology specially developed to monitor the growth of bacteria isolated from Ria de Aveiro. These studies were carried out both in the absence and in the presence of well-known amounts of copper, using quartz crystals. With this methodology, it was possible to determine the amount of copper beyond which toxicity was detected and provoked the destruction of the bacteria.

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Cristóbal, Elescano David Edú. "Evaluación de las concentraciones de cadmio en las hojas de maíz en relación a su disponibilidad en suelos de diferente pH en el Valle del Mantaro." Bachelor's thesis, Universidad Continental, 2018. http://repositorio.continental.edu.pe/handle/continental/4439.

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Abstract:

Durante los meses de agosto a octubre del año 2016 se evaluó el elemento cadmio presente en cinco suelos del Valle del Mantaro: Sincos, Muquiyauyo, Quilcas, San Lorenzo y Sicaya, considerando los niveles de contaminación de estos suelos, reportado en el año 2007 por el proyecto Mantaro Revive, con los objetivos de determinar la concentración de cadmio en hojas de maíz (Zea mays), determinar la disponibilidad de cadmio en el suelo, y relacionar la concentración de cadmio en las hojas y su disponibilidad en suelos de diferente pH.

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Santos, Bonilla Karín Ángela. "Biosorción de metales pesados empleando lodos activados." Universidad Nacional de Ingeniería. Programa Cybertesis PERÚ, 2010. http://cybertesis.uni.edu.pe/uni/2010/santos_bk/html/index-frames.html.

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Abstract:

Aunque las tecnologías existentes, tales como: precipitación química, osmosis inversa, intercambio iónico y separación por membranas representan una alternativa potencial para el tratamiento de drenajes ácidos de mina, presentan significativas desventajas como requerimientos altos de reactivos y energía; además de la generación de lodos tóxicos y otros subproductos a disponer. En este contexto, la biosorción empleando lodos activados procedentes de una planta de tratamiento de aguas residuales, se presenta como una alternativa viable para la remoción de metales pesados de las aguas residuales industriales. El proceso de biosorción es relativamente rápido, facilita la remoción del metal y la reutilización del material biosorbente, puede llevarse a cabo usando células que están metabólicamente activas, inactivas y/o muertas. Además, Ferro-García y colab., 1998 citado por Aydin y colab., 2007 concluyeron que el costo de los biosorbentes son insignificantes, en comparación con el costo del carbón activado o resinas de intercambio iónico. La desventaja de este proceso es la rápida saturación del biosorbente, siendo necesario remover el metal antes de utilizarlos nuevamente. En el presente trabajo de investigación, se emplearon lodos activados procedentes de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas, como material biosorbente, con el objetivo de biosorber metales pesados (cobre y zinc) y determinar la influencia de los principales parámetros (capacidad de biosorción, tiempo de equilibrio y pH, entre otros), que influyen en el proceso de biosorción. Los metales pesados Cu y Zn fueron seleccionados debido a que son dos de los metales, cuyos niveles de concentración sobrepasan largamente los niveles máximos permitidos, para los efluentes descargados de unidades minero-metalúrgicas, que establece la legislación vigente. Para determinar el rango de las concentraciones de Cu y Zn, se tomarán como referencia los niveles de concentración de Cu y Zn encontrados en los efluentes provenientes dei Túnel Kingsmill (drenaje ácido de mina), cuyos niveles de concentración de metates pesados, descargados actualmente al medio ambiente sin ningún tratamiento previo, provoca efectos tóxicos a la salud y medio ambiente. Para poder emplear los iodos activados como biosorbente, éstos fueron sometidos a inactivación térmica, molidos y finalmente tamizados para luego ser empleados en cada una de las pruebas. El proceso de biosorción fue realizado empleando matraces Erlenmeyer de 125 mL como reactores, donde se ponían en contacto una determinada cantidad de biosorbente con una solución metálica de Cu o Zn, luego eran sometidas a agitación durante un tiempo determinado. Una vez culminado el tiempo fijado, se procedía a filtrar cada solución metálica para finalmente realizar la determinación de las concentraciones de los metales y de pH finales, mediante espectroscopia de absorción atómica. A partir de los resultados obtenidos, se determinaron tos siguientes parámetros de operación: masa óptima de biosorbente de 1,5 gramos, tiempo de equilibrio de 24 horas y rango de pH de 3,5 - 4. El modelo de la isoterma que más se ajustó a los datos experimentales para el Cu y Zn, fue el modelo de Freundlich, Y, el modelo cinético que más se ajustó a los datos experimentales fue el modelo de pseudo-segundo orden. En el sistema binario Zn-Cu, la presencia de cobre en una solución de zinc, o a ia inversa, ocasiona la reducción de los porcentajes de biosorción de Zn o Cu, según sea el caso, comprobándose de esta manera, la competición de los iones por los sitios activos en el biosorbente. Se realizaron pruebas de biosorción empleando muestras del drenaje ácido de mina proveniente de! Túnel Kingsmill, obtuviéndose eficiencias de remoción del 98,73 y 67,97% para el Zn y el Cu, respectivamente. Finalmente, se concluye que los lodos activados empleados como biosorbente, se presenta como una alternativa para la remoción de metales pesados de drenajes ácidos de mina. Cabe resaltar, que las eficiencias de remoción obtenidas fueron alcanzadas sin someter el biosorbente a mejoramiento o acondicionamiento alguno, como si ocurre en la mayoría de las investigaciones citadas.

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ROSAS, RAMIREZ JONATHAN RICARDO 701297, and RAMIREZ JONATHAN RICARDO ROSAS. "Identificación de bacterias halófilas tolerantes a metales pesados." Tesis de maestría, Universidad Autónoma del Estado de México, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11799/79794.

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Abstract:

Los metales pesados son materiales empleados en procesos tecnológicos y actividades antropogénicas, algunas veces son liberados al medio ambiente provocando deterioro de flora, fauna y salud humana por lo que se han implementado diferentes estrategias para eliminarlos o reducirlos del medio ambiente como los tratamientos químicos, los cuales utilizan las propiedades físicas y químicas de los contaminantes o del medio contaminado para transformar, separar o inmovilizarlos pero muchas veces estos tratamientos presentan como desventaja el requerir un tratamiento secundario o disposición final del contaminante, lo que genera un costo económico y ambiental. También existen los métodos biológicos (biorremediación) que utilizan principalmente plantas, hongos y bacterias principalmente. Existen ambientes que presentan parámetros fisicoquímicos extremos ya sea de temperatura, pH, presión, salinidad etc., en estos ambientes se desarrollan microorganismos extremófilos los cuales requieren de condiciones extremas para desarrollarse, tal es el caso de las bacterias halófilas, las cuales requieren cierta concentración de salinidad para desarrollarse.

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Ramos, Muñoz Willy César. "Enfermedades dermatológicas de tipo no infeccioso asociadas a exposición crónica a metales pesados de relaves mineros, San Mateo de Huanchor, Lima : noviembre 2003-enero 2004." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2005. https://hdl.handle.net/20.500.12672/458.

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Abstract:

OBJETIVO:. Demostrar que la exposición crónica a metales pesados provenientes de relaves mineros incrementa la frecuencia de enfermedades dermatológicas de tipo no infeccioso en poblaciones expuestas .MATERIAL Y MÉTODOS: Estudio comparativo transversal realizado en el distrito de San Mateo de Huánchor (Provincia de Huarochirí. Lima) de Noviembre del 2003 a Enero del 2004. Se consideró como expuestas a las personas que residían en las comunidades de Mayoc, Daza (expuestos al relave minero de las canchas de Mayoc) y Tamboraque (Relave minero de Tamboraque) y como no expuestas a las comunidades de Chocna y Caruya, siendo evaluados por dos médicos dermatólogos, realizándose biopsia de piel y dosaje de arsénico en orina si fue necesario. La estadística inferencial se realizó con el Test de Mantel Haenzel (con ajuste para la variable edad) y para calcular el riesgo en las poblaciones se utilizó el Odds ratio. RESULTADOS: Se evaluó en total a 121 personas expuestas a relaves mineros y 109 personas no expuestas. En el grupo expuesto el 71.1% de pobladores presentaba alguna enfermedad dermatológica de tipo no infeccioso mientras que en el grupo no expuesto la frecuencia fue del 33.9 % . Se encontró asociación estadística significativa entre la exposición a relaves mineros y el incremento de las enfermedades dermatológicas ( p < 0.001) calculándose un odds ratio (OR) de 5.20 (IC 95%: IC : 2.736 – 8.356) a favor del grupo expuesto a relaves mineros. Se encontró diferencia estadística significativa para dermatosis arsenical (p = 0.035), erupción papulovesicular (p = 0.019), dermatitis de contacto ( p = 0.04), dermatitis seborreica (p < 0.001) y xerosis (p < 0.001) con un alto riesgo para cada una de ellas en el grupo expuesto en comparación al no expuesto. CONCLUSIONES: La exposición crónica a relaves mineros mediante la toxicidad por metales pesados incrementa la frecuencia y el riesgo de desarrollar enfermedades dermatológicas de tipo no infeccioso.
Tesis

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López, López Luis Marcelo. "Proceso de plasma frío a baja presión y su influencia en el nivel de contaminación al realizar la limpieza de láminas metálicas." Doctoral thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2019. https://hdl.handle.net/20.500.12672/10663.

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Abstract:

Aborda un análisis del nivel de contaminación de los gases producidos por un proceso de limpieza de láminas metálicas alternativo para productos de línea blanca aplicando plasma frío a baja presión que consta de un flujo combinado de gases inertes ionizados bajo ciertas condiciones para extraer el aceite lubricante de la superficie utilizado en el proceso de conformado. En la planta de producción se seleccionaron muestras con diferentes volúmenes de aceite en la superficie que posteriormente fueron sometidas a una descarga de plasma de argón y oxígeno para determinar la correlación con los niveles de los gases generados por la descarga, manteniendo constante el grado de limpieza interpretado por el ángulo de contacto. Posteriormente se realizó un análisis entre el grado de limpieza de la superficie metálica representada por el ángulo de contacto y los niveles de los gases generados por la descarga del plasma o gas ionizado, manteniendo constante el volumen del aceite lubricante sobre la superficie.
Tesis

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Cuadros, Evangelista Ivonne, and Llenque Cristina Viza. "Evaluación de escamas de pescado como adsorbente de metales pesados." Universidad Nacional de Ingeniería. Programa Cybertesis PERÚ, 2007. http://cybertesis.uni.edu.pe/uni/2007/viza_lc/html/index-frames.html.

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Abstract:

El objetivo es evaluar la capacidad de la escama de pescado como adsorbente de metales pesados tales como: mercurio, níquel, cromo y plomo presentes en el agua. En una primera etapa se considera la preparación del adsorbente y la caracterización de la escama. El diseño experimental considera adsorción par lotes, desde varios niveles de concentración de metal (mercurio, plomo, níquel y cromo), de pH y para diferentes dosis de escarna; los niveles de adsorción se miden en el tiempo de contacto entre el agua y la escama. Los análisis para determinación de níquel, cromo y plomo en el agua residual, son por lectura directa en espectrofotómetro de absorción atómica, para el mercurio emplea el método de la ditizona con lectura en espectrofotómetro ultravioleta visible. Adicionalmente se consideran evaluaciones en proceso continuo para el efecto flujo y diámetro de columna. Los resultados muestran que la mayor adsorción de mercurio es a pH 6,0, reduciendo en 80% de mercurio del contenido inicial (0,14 ppm) en 3 minutos, pasados los 20 minutos se llega a niveles no detectables. La mayor adsorción de plomo se da a pH 2,87 llegando a 66% de adsorción en 5 minutos y 74% de adsorción en 10 minutos (Contenido inicial 22 ppm). La mayor adsorción de níquel es a pH 5 llegando a 47% de adsorción en 2 minutos (contenido inicial 25,6 ppm). La adsorción de cromo a pH 5,6 consigue un 18% en 5 minutos, 34% en 13 minutos y 48% en 20 minutos. En todos estos casos la evaluación es con dosis 0,5 g de escama / 50mL de agua. Niveles de pH menores en cada caso permiten menor adsorción por la competencia con los H+, así mismo para tiempos de mayor contacto puede ocurrir desorci6n del metal. En el proceso continuo se logran niveles no detectables de cromo y níquel con las columnas de menor diámetro (10 mm) y con el menor flujo (7,2 mL/min) evaluados. La preparación del adsorbente a partir de escamas de pescado es bastante sencilla y económica, ella incluye las etapas de lavado, secado y molienda. Su capacidad de adsorción permite, a determinadas condiciones reducir la presencia de cromo, níquel y mercurio hasta niveles no detectables.

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López, Brito Kenia Amelia. "Síntesis de compuestos híbridos nanoestructurados y evaluación de su comportamiento supramolecular y actividad biológica." Doctoral thesis, Universitat de les Illes Balears, 2013. http://hdl.handle.net/10803/127218.

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Abstract:

En el trabajo desarrollado en esta tesis se han sintetizado y caracterizado diversas nanopartículas de óxidos de hierro funcionalizadas con escuaramidas o antifolatos a través del uso de linkers apropiados como la dopamina o el APTES. Varias nanopartículas funcionalizadas con escuaramidas han sido utilizadas para evaluar su comportamiento supramolecular frente a carboxilatos e iones de metales pesados. Se ha demostrado la capacidad de la conjunción nanopartícula-escuaramida para actuar como receptores de estos analitos estableciendo cierta selectividad en el proceso. Algunas de estas nanopartículas también han sido estudiadas como posibles agentes transportadores de fármacos antineoplásicos, específicamente, antifolatos. Se han evaluado dos estrategias de transporte: una a través de interacciones no covalentes y otra mediante enlaces covalentes. A través de ensayos de viabilidad celular frente a células de adenocarcinoma de pulmón humano (A549) se determinó la mayor eficacia de la estrategia covalente frente a la no covalente.

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Rosas, Rodríguez Hermógenes. "Estudio de la contaminación por metales pesados en la cuenca del Llobregat." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2001. http://hdl.handle.net/10803/6978.

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Abstract:

Los estudios de calidad de las cuencas hidrográficas han adquirido gran interés en las últimas décadas, dado el incremento de población en sus riberas, el creciente grado de industrialización y los aportes del sector primario. En este trabajo se ha evaluado el grado de contaminación por metales pesados de las aguas y de los sedimentos de la cuenca del Llobregat. El análisis de los metales pesados tiene un interés especial al tratarse de una cuenca altamente aprovechada para el consumo en el área metropolitana de Barcelona que conjuntamente con la procedente del río Ter abastecen a una población de más de cuatro millones de habitantes.

Por otro lado, este estudio supone un aporte de información valioso sobre la distribución de Sb, As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb y Zn en aguas y sedimentos de la cuenca del Llobregat, así como de la biodisponibilidad de estos elementos en el medio acuático a partir del estudio de especiación.

Para llevar a cabo este estudio se establecieron diecisiete puntos de muestreo, ocho de ellos situados en el río Llobregat, cuatro en su afluente principal el río Cardener y cinco en el río Anoia. Las muestras de las aguas y los sedimentos se recogieron durante un año con una frecuencia trimestral.

Los sedimentos se han secado a 105ºC para la determinación de los elementos Sb, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb y Zn durante 24 horas y, a 60ºC para los metales volátiles (As y Hg) por un periodo de 16 horas y todos ellos tamizados a 63 mm de luz de malla. Esta fracción contiene la práctica totalidad de la materia orgánica y los metales pesados al mismo tiempo supone una homogeneización del material objeto de análisis.

La extracción de los metales en sedimentos se llevo acabo mediante digestión ácida: con ácido nítrico y clorhídrico concentrado, utilizando recipientes de Pyrex cerrado durante 3 horas a 150ºC en baño de arena. Los contenidos metálicos en las aguas y los sedimentos se analizaron por Espectrometría de Masas con fuente de Plasma Acoplada Inductivamente (ICP-MS) ELAN 6000. También se han determinado los parámetros físico-químicos y componentes mayoritarios en las aguas y también los contenidos de carbonatos, materia orgánica y silicatos en los sedimentos, para tratar de establecer posibles correlaciones entres sus contenidos y los de metales pesados en sedimentos y para realizar una caracterización litogénica de estos materiales.

Según los resultados obtenidos, las aguas de la cuenca del Llobregat presentan una elevada salinidad con altos valores de conductividad, cloruros y residuo seco. Estos valores destacan especialmente después de las explotaciones mineras. De los tres ríos estudiados el río que está más afectado es el Anoia, por los parámetros de salinidad.

En lo que respecta a la concentración de los metales pesados en las aguas, cabe destacar en toda la cuenca del Llobregat sólo tres puntos de muestreo están sensiblemente contaminados, en el río Llobregat en Sant Joan Despí por el Ni y en el Anoia en Vilanova del Camí y en Capellades por el metal Cr.

Teniendo en cuenta la legislación Holandesa, se ha constatado que los sedimentos están sensiblemente contaminados por Cu en el río Llobregat a partir de Martorell-L hasta Sant Joan Despí y en el río Anoia los puntos de muestreo de Vilanova del Camí, Sant Sadurní d'Anoia y Martorell-A. Por el metal Cr el punto de Vilanova del Camí en el río Anoia. En cambio el metal Ni supera los máximos valores estipulados en los tres ríos, en la mayoría de los puntos de muestreo.

Finalmente, se ha realizado el análisis de especiación iónica de los metales pesados en los sedimentos por el método BCR. Se han determinado las concentraciones de metales ligadas a cada fracción. Este método recoge cuatro fracciones de metal: iones intercambiables y carbonatos (f-1), óxidos de Fe-Mn (f-2), materia orgánica (f-3) y fase residual (f-4). Este estudio nos ha permitido establecer que en los sedimentos fluviales estudiados la fracción más abundante de los metales Sb, As, Cu, Ni, Pb y Zn, es la fase residual. Por el contrario, los elementos Cd y Cr se hallan en las fases extraíbles.
The study of the quality in hydrographic river basins have generated substantial interest in the last decades, because of an increase in population, the industrialization process and the contributions of the primary sector. The main objective of this work is to evaluate the contamination by heavy metals in waters and sediments from Llobregat river basin. The determination of the heavy metals in Llobregat basin has a special interest because this basin is highly made use of for the consumption in metropolitan area from Barcelona that together Ter river supplies more than four million of inhabitants.

On the other hand, this study contributes an interesting information on the distribution of Sb, As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb and Zn elements in waters and sediments from Llobregat river basin, as well as the study of these elements in aquatic systems by means of speciation study.

In order to carry out this study seventeen points were studied, eight of them situated in Llobregat river, four in their main affluent (Cardener river) and five in Anoia river. Waters and sediments samples took during a year with a quarterly frequency.

Sediments have been dried to 105ºC for the determination of Sb, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn elements during 24 hours and, to 60ºC for the determination of volatile metals (As and Hg) by a period of 16 hours and all of them sifted to 63 µm mesh light. This fraction make up the major part of organic matter and the heavy metals, at the same time suppose a material homogenization.

The extraction of heavy metals in sediments was performed by means of a mixture of acid digestion: with HCl and HNO3 concentrated, using Pyrex vessels closed for 3 hours to 150ºC in sand bath. The metallic elements contents in waters and sediments were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) ELAN 6000. Also the physico-chemical parameters have been determined as well the majority components in waters and carbonates content, organic matter and silicates in sediments, in order to establish the correlations between its contents and heavy metals content in sediments and to characterize these materials.

According to the obtained results, the waters from Llobregat river basin present a high salinity with high conductivity values, chlorides and dry remainder. These values emphasize specially after the mining operations. Among three rivers studied the most affected is Anoia river, by the salinity parameters.

In reference to the heavy metals concentration in waters, it is worthwhile emphasizing that only three points from Llobregat basin are sensibly contaminated: in Sant Joan Despí by Ni metal (Llobregat river) and in Vilanova of the Camí and Capellades by the Cr metal (Anoia river). According to the Dutch legislation, Martorell-A point corresponding to Llobregat river, are contaminated by Cu metal from Martorell-L to Sant Joan Despí and the points from Vilanova of the Camí, Sant Sadurní d'Anoia and Martorell-A in Anoia river. The point from Vilanova of the Camí in Anoia river is contaminated by Cr metal. However, Ni metal surpasses the maximum values stipulated in the three rivers.

Finally, the analysis of ionic speciation of heavy metals has been made in sediments by BCR method by determining metal concentrations related to each fraction. This method studies four fractions of metal: interchangeable ions and carbonates (f1), Fe-Mn oxides (f2), organic matter (f-3) and residual phase (f-4). This study allow us to establish that the most abundant fraction of metals as Sb, As, Cu, Ni, Pb and Zn in fluvial sediments, exist in the residual phase. On the contrary, Cd and Cr elements are in the extracted phase.

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Puelles, Fernández Diana Andrea. "Biacumulación de metales pesados en una comunidad de artrópodos de la comuna de Puchuncaví (Región de Valparaíso)." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/167889.

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Abstract:

Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magíster en Ciencias Biológicas.
Diversas actividades industriales generan como subproducto la liberación de metales pesados, que, al no ser degradables, se acumulan en el ambiente, incorporándose a las tramas tróficas y bioacumulándose, generando efectos adversos a distintos niveles de organización biológica. El complejo industrial de Ventanas (Valparaíso, Chile) constituye un foco de liberación de metales pesados. En dicho sector, se determinaron las concentraciones de metales pesados en suelo, plantas (Baccharis linearis), detritívoros (coleópteros) y depredadores (arañas y escorpiones), de 11 puntos distribuidos aleatoriamente y cercanos al complejo industrial. Se observó un enriquecimiento general de metales pesados en el suelo, considerándose contaminado por As, Cd, Cu y Mn. Se puede afirmar que existe una biomagnificación del Zn e indicios de ella en Cu y Cd, y un alta bioconcentración de As y en menor medida de Al en los depredadores, representados por los órdenes Aranea y Scorpionida. En los detritívoros, representados por Coleoptera, también se observó una alta bioconcentración de As, Zn y en menor medida Al. Para el As es posible que exista biomagnificación. Por último, el productor (B. linearis) bioconcentra el Se y B por sobre los valores de suelo. El efecto nocivo de los metales no se vio mayormente reflejado por los índices de diversidad, riqueza y abundancia. Para As y el Pb, metales considerados tóxicos, su concentración en suelo muestra una correlación negativa con la diversidad general de artrópodos, pero no así en la diversidad de los grupos funcionales.
Various industrial activities generate heavy metals as a by-product, which being non-degradable, accumulate in the environment and incorporated through trophic webs, being bioaccumulated, generating adverse effects at different levels of biological organization. The industrial complex of Ventanas (Valparaíso, Chile) is the focus of heavy metal release. In this sector, the concentrations of heavy metals were determined in soil, plants (Baccharis linearis), detritivores (coleoptera) and predators (spiders and scorpions) of 11 points distributed randomly close to the industrial complex. An enrichment of the metal in the soil was observed, considering itself contaminated by As, Cd, Cu and Mn. It is possible affirmed there exists a biomagnification of Zn and possibly Cu and Cd, and a high bioconcentration As anda minor amount to Al in the top predators, represented by the orders Aranea and Scorpionida. In the detritivores, represented by Coleoptera, a high bioconcentration of As, Zn and anda minor amount to Al was also observed. For the As it is possible that there is biomagnification. Finally, the producer (B. linearis) bioconcentrates the Se and B over the soil values. The toxic effect of metals was not reflected by diversity and abundance indices. As and Pb, metals considered toxic, their concentration in soil show a negative correlation with the general diversity of arthropods, but not in diversity by order.

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Gil, Hurtado Francisco Eduardo. "Evaluación de la fitorremediación con Sesuvium Portulacastrum para la extracción de metales pesados de un relave minero proveniente de una operación minera y de suelos y aguas contaminadas artificialmente con metales pesados." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/16939.

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Abstract:

Actualmente la preocupación por el medio ambiente, ha generado una corriente a la cual las diferentes industrias deben sumarse comprometiéndose a reducir en lo mayor posible el impacto negativo al medio ambiente. Como una industria más, la industria minera ya se ha ido sumando a esta corriente; sin embargo, la inmensa cantidad de relave producido a nivel nacional diariamente sigue siendo un tema de preocupación. La actual legislación peruana exige unos límites en cuanto a las concentraciones de sustancias en efluentes residuales. Por otro lado, si ya se ha dado una contaminación, se exige la remediación de los daños ocasionados al ecosistema. La presente tesis investiga al Sesuvium Portulacastrum, una planta que podría ser de utilidad en la remediación de suelos y agua contaminados, absorbiendo los metales pesados que se encuentren en altas concentraciones en los recursos mencionados. Por otro lado, también se investiga si la planta puede resistir condiciones muy adversas de supervivencia para ver si puede ser plantada directamente en los depósitos de relaves, donde también absorbería los metales pesados para una futura disolución o recuperación. La fase experimental de la presenta tesis sigue es proceso de desarrollo; sin embargo, se planea evaluar la extracción de metales pesados directo de tres tipos de relave de oro: flotación fino, flotación grueso y CI; y de tierra y agua contaminada artificialmente con cobre, zinc, plomo y cadmio.
Trabajo de investigación

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Peris, Mendoza Mónica. "Estudio de metales pesados en suelos bajo cultivos hortícolas de la provincia de Castellón." Doctoral thesis, Universitat de València, 2005. http://hdl.handle.net/10803/9504.

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Abstract:

La contaminación de los suelos por metales pesados es un problema ambiental que desde hace tiempo preocupa a los científicos, ya que desde el suelo los metales pueden ser transferidos a otras partes del ecosistema (p. ej. cultivos, aguas subterráneas,.) entrando en la cadena trófica. En este trabajo se estudian los metales pesados (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn) en suelos sobre los que se desarrollan cultivos hortícolas en la provincia de Castellón y se analiza la posible transferencia de los metales en el sistema suelo-planta. Para llevar a cabo este estudio se determinaron características edáficas, así como la concentración de metales pesados en los suelos (método USEPA 3051A y extracción con EDTA). También se analizó la concentración de metales en dos tipos de cultivos (cultivos de hoja y cultivos de inflorescencia).Los suelos hortícolas de la provincia de Castellón son generalmente básicos y carbonatados, no presentan problemas por salinidad y el contenido de materia orgánica es elevado e, incluso, muy elevado en algunas parcelas. La capacidad de intercambio catiónico de los suelos es desde muy baja a elevada y la textura es mayoritariamente Franca, Franco-Arcillosa o Franco-Limosa.Las concentraciones medias de metales totales (mg/kg) en el área de estudio son: 0,328 para el Cd, 7,7 para el Co, 33,3 para el Cr, 36,6 para el Cu, 16.915 para el Fe, 385 para el Mn, 19,3 para el Ni, 55,8 para el Pb y 78,5 para el Zn. Estos resultados reflejan, mayoritariamente, niveles normales para suelos agrícolas en base a la comparación realizada con otros estudios descritos en la bibliografía. Sin embargo, un análisis individualizado de las parcelas refleja la existencia de niveles elevados de Cr, Cu, Pb y Zn en algunas parcelas, que probablemente son consecuencia de algún proceso puntual de contaminación.Los resultados de los análisis multivariantes muestran la existencia de dos grupos de metales pesados que se diferencian en cuanto a su origen en las parcelas analizadas. Así, el primer grupo está formado por Fe, Ni, Co, Cr y Mn, que su origen es mayoritariamente consecuencia de la alteración del material originario, mientras en el segundo grupo se agrupan el Cd, Cu, Pb y Zn por tener generalmente un origen antrópico. Además, los porcentajes medios de la fracción extraíble con EDTA respecto a su contenido total indican que el Cd, Cu, Pb y Zn son los metales en el área de estudio que presentan una mayor potencialidad de transferencia, probablemente, debido a su origen antrópico.Los contenidos de Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni y Pb son mayores en los cultivos de hoja que en los cultivos de inflorescencia, a pesar de que para algunos metales la concentración es mayor en los suelos con cultivos de inflorescencia. Así, las distintas concentraciones entre los dos tipos de cultivos para la mayoría de metales parecen ser mayoritariamente consecuencia de diferencias fisiológicas, ya que los cultivos de hoja son acumuladores de metales.Finalmente, a partir de las concentraciones de metales totales, tras derivar mediante distintos métodos estadísticos niveles de fondo y valores de referencia, se realizó una propuesta de niveles de fondo y valores de referencia para suelos con cultivos hortícolas de la provincia de Castellón. Estos valores permitirán evaluar la existencia de procesos de contaminación por metales pesados y, siguiendo los criterios establecidos en el Real Decreto 9/2005, declarar un suelo como contaminado en el área de estudio.
Heavy metals can be transferred from soils to other ecosystem parts, and affect ecosystems and human health through the web chain. Since several years, this environmental issue concerns scientists. In this context, heavy metal concentrations were studied in agricultural soils devoted to vegetable crops in the province of Castellón (East Spain), where an intensive agriculture takes place. Furthermore, heavy metals bioavailability and their influence on vegetable crops are studied, as starting point for developing adequate strategies to prevent soil contamination. Soil properties, total and extractable heavy metal contents in soils (USEPA 3051A method and EDTA 0,05M extraction) and heavy metal contents in crops (leaf and inflorescence crops) were determined to carry out this study.Total concentrations (mg/kg) of heavy metals (0,328 for Cd, 7,7 for Co, 33,3 for Cr, 36,6 for Cu, 16.915 for Fe, 385 for Mn, 19,3 for Ni, 55,8 for Pb and 78,5 for Zn) reflect normal levels for agriculture soils. However, high levels have been found in some samples, where probably contaminated associated to inadequate practices are acting. Two groups of heavy metals were obtained by multivariate analysis, which may indicate source of the heavy metals. Furthermore, mean percentages of extractable fraction relative to total content reflect that Cd, Cu, Pb and Zn are more bioavailability. This can be due to their human-induced origin.The comparison of heavy metal contents between the two crop types and soils, which were grouped by crop types, shows that heavy metal contents (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni and Pb) were higher in leaf crops than in inflorescence crops, except for Zn. The higher contents of heavy metals in leaf crops seem to be due to metabolic processes as these crops are accumulators.Finally, total concentrations were considered to establish background and reference values for agricultural soils with vegetable crops in Castellón. These values were derived by applying several statistic approaches, and one of them were selected as a proposal of reference values. This proposal will allow assessing contaminated processes by heavy metals and, following Spanish Royal Decree 9/2005, to declare a soil as contaminated.

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Lorenzo, Gutiérrez Dámaris. "Proteínas relevantes en la homeostasis de metales pesados en el hongo oportunista Fusarium oxysporum." Doctoral thesis, Universitat Rovira i Virgili, 2020. http://hdl.handle.net/10803/669105.

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Abstract:

Les metal·lotioneïnes (MTs) són proteïnes intracel·lulars de baix pes molecular riques en cisteïnes que tenen una alta capacitat d’unió a metalls pesats. Estudis recents han indicat que les MTs poden tenir un paper significatiu en la virulència de fongs patògens. Actualment, són escassos els estudis relacionats amb aquestes proteïnes en fongs patògens, és per això que el present treball té com a objectiu identificar i caracteritzar proteïnes involucrades en la detoxificació de metalls pesats en Fusarium oxysporum, i determinar la seva contribució en la virulència d’aquesta espècie. Per això es van generar mutants defectius en els gens codificants d’una hipotètica MT (mt1, FOXG_02862) i una hipotètica ATPasa exportadora de coure (crpF, FOXG_03265) presents en el genoma de F. oxysporum. Els estudis d’expressió gènica van demostrar una elevada inducció de la expressió de mt1 en presència de Zn i aquesta predilecció pel Zn es va corroborar mitjançant espectrometria de masses per electrospray (ESI-MS). La presència de Cu, en canvi, va incrementar significativament els nivells d’expressió de crpF, la qual cosa confirma la seva funció com a transportador d’aquest metall. Les soques mutants Δmt1 i ΔcrpF van mostrar menor tolerància al Cd, Cu i Zn, en comparació amb la soca silvestre (wt). La falta de mt1 no va afectar a la capacitat patogènica de F. oxysporum, analitzada en models d’infecció en planta del tomàquet i d’infecció sistèmica en ratolins. No obstant això, la delecció de mt1 va causar una reducció de la resistència a la fagocitosis de macròfags murins. Per una altre banda, la delecció de crpF va augmentar el doble el temps de supervivència mitjà de les plantes infectades respecte a les soques wt. En conclusió, s’han caracteritzat una nova hipotètica metal·lotioneïna (MT1) de Zn en un fong d’importància clínica i fitopatògen, així com una hipotètica exportadora de Cu.
Las metalotioneínas (MTs) son proteínas intracelulares de bajo peso molecular ricas en cisteínas que poseen una elevada capacidad de unión a metales pesados. Estudios recientes han indicado que las MTs pueden tener un papel significativo en la virulencia de hongos patógenos. A día de hoy, son escasos los estudios relacionados con estas proteínas en hongos patógenos, es por ello que el presente trabajo tiene por objetivo identificar y caracterizar proteínas involucradas en la detoxificación de metales pesados en Fusarium oxysporum, y determinar su contribución en la virulencia de esta especie. Para ello se generaron mutantes defectivos en los genes codificantes de una hipotética MT (mt1, FOXG_02862) y una hipotética ATPasa exportadora de cobre (crpF, FOXG_03265) presentes en el genoma de F. oxysporum. Los estudios de expresión génica demostraron una elevada inducción de la expresión de mt1 en presencia de Zn y esta predilección por el Zn se corroboró mediante espectrometría de masas por electrospray (ESI-MS). La presencia de Cu, en cambio, incrementó significativamente los niveles de expresión de crpF, lo cual confirma su función como transportador de dicho metal. Las cepas mutantes Δmt1 y ΔcrpF mostraron menor tolerancia al Cd, Cu y Zn, en comparación a la cepa silvestre (wt). La ausencia de mt1 no afectó a la capacidad patogénica de F. oxysporum, analizada en modelos de infección en planta de tomate y de infección sistémica en ratones. Sin embargo la delección de mt1 causó una reducción de la resistencia a la fagocitosis de macrófagos murinos. Por otro lado, la delección de crpF aumentó el doble el tiempo de supervivencia medio de las plantas infectadas respecto a las cepas wt. En conclusión, se han caracterizado una nueva hipotética metalotioneína (MT1) de Zn en un hongo de importancia clínica y fitopatógeno, así como una hipotética exportadora de Cu.
Metallothioneins (MTs) are intracellular low molecular weight proteins rich in cysteines which possess high metal binding capabilities. Recent studies have shown that MTs could have a significant role in the pathogenic fungi virulence. Nowadays, the studies related to these proteins in pathogenic fungi are few, that is why the present work has the objective to identify and characterize proteins involved in heavy metal detoxification in Fusarium oxysporum, and to determine their contribution to the virulence of this specie. Therefore, knockout mutants were generated in the genes coding for a hypothetical MT (mt1, FOXG_02862) and a hypothetical copper exporter ATPase (crpF, FOXG_03265) which are in the F. oxysporum genome. The expression analysis demonstrated a mt1 high induction in Zn presence and this Zn predilection was corroborated by Electrospray Ionization Mass Spectrometry (ESI-MS). The Cu presence, however, increased significantly the crpF expression levels, which confirms its function as copper transporter. The Δmt1 and ΔcrpF strains showed less tolerance to Cd, Cu and Zn, in comparison to the wild type strain (wt). The mt1 lack did not affect the F. oxysporum pathogenic capacity, analysed in infection models in tomato plants and systemic infection in mouse. However, the mt1 deletion caused a reduced resistance to macrophage killing. On the other hand, the crpF deletion increased double the mean survival time of infected plants versus the wt strains. In conclusion, it has been characterized a new hypothetical Zn metallothionein (MT1) in a fungus with clinical relevance and phytopathogen, as a hypothetical Cu exporter.

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González, Carrasco Víctor Hugo. "Evaluación de la toxicidad de los sedimentos marinos a través del uso del nematodo Caenorhabditi elegans, como organismo modelo en el estero Huaylá, parroquia Puerto Bolívar, provincia de El Oro-Ecuador." Doctoral thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018. https://hdl.handle.net/20.500.12672/7956.

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Abstract:

Publicación a texto completo no autorizada por el autor
Evalúa la presencia de metales pesados como mercurio, cadmio y plomo en el estero Huaylá ubicado en la parroquia Puerto Bolívar, provincia de El Oro-Ecuador, y su toxicidad en el sedimento marino usando como organismo modelo el nematodo Caenorhabditis elegans. Se tomaron muestras de sedimentos en nueve estaciones de muestreos a lo largo del estero, estos sedimentos fueron secados y analizados para determinar la presencia de metales pesados como mercurio, plomo y cadmio por espectrofotometría de absorción atómica con nebulización de llama y con la generación de hidruros con atomización en una celda de cuarzo. Los resultados fueron usados para establecer indicadores ambientales y toxicológicos del Estero. Posteriormente, los sedimentos fueron sometidos a un proceso de extracción-centrifugación usando agua destilada para obtener el extracto acuoso de cada muestra, el cual fue usado en la exposición del organismo modelo Caenorhabditis elegans para la evaluación de toxicidad a través de la observación de cambios en los parámetros biológicos como supervivencia, locomoción, crecimiento y reproducción, y de parámetros bioquímicos como los cambios en la expresión de genes de respuesta al estrés por metales y a estrés oxidativo como son mtl-2 y sod-4 respectivamente. Los resultados demuestran que la concentración de mercurio fue elevada en todas las estaciones de muestreos, y la de plomo fue baja. En contraste, el cadmio no fue detectado por el equipo. Con relación al riesgo ecológico se identificó fuerte contaminación en tres estaciones, moderada en cinco, y ausencia de contaminación en una estación y el aporte de esta contaminación posiblemente se debe al mercurio y no al plomo. Los C. elegans silvestres expuestos a los extractos de los sedimentos superficiales del estero Huaylá de la parroquia de Puerto Bolívar (Ecuador) mostraron efectos en la mortalidad, crecimiento, locomoción y reproducción. Los nematodos transgénicos expuestos a los extractos de los sedimentos del estero Huaylá mostraron sobreexpresión de los genes mtl-2 y sod-4. En general, los puntos con mayor concentración de mercurio y mayor toxicidad fueron aquellos situados en las distribuidoras de fertilizantes y cal para camaroneras y cerca de las estaciones de gasolina.
Tesis

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Muñoz, Belmar Carlos Alberto. "Determinación de metales traza en muestras de agua por microextracción en fase polimérica soportada en disco rotatorio y posterior cuantificación mediante espectrofotometría en fase sólida." Tesis, Universidad de Chile, 2013. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/145658.

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Abstract:

Tesis para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización en Química Ambiental y Memoria para optar al Título de Químico
El cobre es un elemento traza de alta importancia a nivel biológico, siendo una de sus principales vías de ingreso al organismo la ingesta de agua. Sin embargo, es altamente tóxico al consumirse en altas cantidades, ya que se deposita en órganos y tejidos, generando diversas complicaciones. Se requiere elaborar metodologías de análisis que permitan mantener un control de su concentración en la matriz acuosa. Aunque técnicas como espectroscopía de absorción atómica (AAS) y espectrometría de plasma inductivamente acoplada (ICP) son usadas en su determinación, la espectrofotometría de absorción molecular UV-Visible para la determinación colorimétrica sigue siendo ampliamente considerada como alternativa de análisis, debido a la disponibilidad de equipos en los laboratorios y bajo costo asociado. Para lograr determinaciones colorimétricas de metales se emplean ligantes que permiten formar complejos cromóforos que originan señales específicas de absorbancia. Debido a que el metal se encuentra a niveles traza, en muchos casos se requiere preconcentrar antes de llevar a cabo el análisis. En este trabajo, se empleó la técnica de extracción por sorción en disco rotatorio (RDSE) sobre una fase de polidimetilsiloxano (PDMS) para la preconcentración y determinación por espectrofotometría UV-Visible en fase sólida como posible metodología de evaluación del contenido de cobre en matrices acuosas. Para lograr la medición se usó dietilditiocarbamato de sodio (NaDDTC) como ligante para formar el cromóforo Cu(DDTC)2, el cual arroja una respuesta analítica a una longitud de onda de 432 nm. Se analizaron los factores físicos, químicos y los relacionados al dispositivo de extracción, que influyen sobre la retención del analito en la fase apolar, mediante estudio multivariable. La temperatura y pH del medio presentaron especial importancia en el proceso, el primer parámetro influye sobre la movilidad del complejo a través del seno de la solución, favoreciendo además la difusión a través del film estático de agua, mientras que un pH adecuado logra estabilizar la forma aniónica del ligante. Se comprobó también que al aumentar la cantidad de reactivo libre se favorece la formación de complejo, de acuerdo a lo indicado por la estequiometria de reacción. Este factor resulta de importancia al trabajar sobre medios acuosos que contienen iones metálicos interferentes, los cuales pueden interaccionar con el NaDDTC. Al realizar la extracción sobre matrices conteniendo cantidad creciente de interferente, se demostró una recuperación cuantitativa para concentración 0,1 M de NaDDTC en el medio. A partir de modificar las velocidades de rotación debido al uso del disco (óptimo de 1000 rpm), es posible obtener bajos tiempos de extracción, sin embargo el efecto no resultó significativo en el estudio. En cuanto al análisis de la consecuencia de agregar NaCl o Na2SO4 al medio, se observó un efecto adverso sobre la extracción, luego, el efecto salting out no es apreciado y se descartó su uso. Para experiencias posteriores se trabajó bajo los parámetros óptimos obtenidos, determinándose tiempos de equilibrio de 30, 53 y 90 min para 100, 500 y 1000 mL de muestra respectivamente. Se determinaron los parámetros analíticos que caracterizan a la metodología. Los estudios indicaron que el método entrega resultados con una baja dispersión (con desviaciones estándares relativas de 7,2 y 8,4%) y de alta exactitud (-4,3% de error relativo) por análisis de un estándar multielemental de aguas. Este último estudio confirmó además la alta selectividad de extracción del cromóforo de cobre por sobre otros iones metálicos. Los límites de detección y cuantificación obtenidos alcanzaron valores menores a 12 μg L-1 y se redujeron al disminuir el volumen de muestra. El parámetro de sensibilidad también se analizó, demostrando un efectivo incremento de la pendiente a mayor volumen de muestra. Los ensayos de recuperación sobre matrices de agua potable indicaron un valor promedio del 95,6% determinándose que la metodología estudiada permite extraer cuantitativamente al complejo de cobre. La alta concentración de cobre en la matriz, la afinidad del complejo hacia el extractante y el hecho que no ocurra acoplamiento con las señales de absorbancias de interferentes complejados explican la alta recuperación del estudio. Finalmente, se validó el método estudiado por comparación a la técnica espectroscópica ICP-OES, obteniéndose resultados comparables entre sí (99,6 y 96,8% para muestra de agua potable y 102,5% para la muestra fortificada). De los estudios realizados para optimizar y validar se concluye que la metodología desarrollada permite extraer exitosamente al cromoforo Cu(DDTC)2 para su análisis espectrofotométrico, a través de un método simple, rápido, poco contaminante y fácilmente aplicable en cualquier laboratorio analítico
Copper is a trace metal of high importance at biological level, because it participates in different metabolic and regulatory processes, being water intake one of the main routes of entry in the organism. However, copper is highly toxic when consumed in high quantities because it accumulates in organs and biological tissue resulting in headaches, nausea or, in extreme cases, kidney and liver damage. Due to this, it is required to elaborate analytical methodologies to maintain a strict control of its concentration in the aqueous matrix. Although techniques such as atomic absorption spectrometry (AAS) and inductively coupled plasma (ICP) are used in its determination, UV-Visible molecular absorption spectrometry for the colorimetric determination is still widely considered as an alternative for analysis, due to the availability of equipment and low costs. To achieve colorimetric determination of trace metals is necessary to use organic reagents to form chromogenic complexes, which originate specific absorbance responses. Since metals are at trace levels in water, in many cases is required to preconcentrate before carrying out the analysis. In this work, we used the rotating disk sorptive extraction technique (RDSE) on a film of polydimethylsiloxane (PDMS) for preconcentration and subsequent determination by direct UV-Visible solid phase spectrophotometry as a possible methodology to evaluate the content of copper in aqueous matrices. To achieve the spectrophotometric measurement, sodium diethyldithiocarbamate (NaDDTC) was used as a binding reagent to form the chromophore complex Cu(DDTC)2, which yields an analytical response to a wavelength of 432 nm. Both physical and chemical factors, and those related to the extraction device were analyzed, which affect the retention of the analyte in the non-polar phase, through multivariate analysis to generate response surfaces. The temperature and pH of the medium were particularly important in the process (the optimum values for 25 mL of sample were 90 ° C and pH 9), the first parameter influences the mobility of the complex through the bulk of the solution, favoring further diffusion through the stagnant layer of water, while an adequate pH allows to stabilize the anionic form of the reagent, which reacts with the metal ions. It was also found that increasing the amount of free reagent favors the formation of chelates, as indicated by the reaction stoichiometry. This factor is important when working in aqueous media containing interfering metal ions, which can interact with the NaDDTC, reducing their availability. When extracting on matrices containing increasing concentrations of interferents showed quantitative recovery of copper for reagent concentrations in the medium equal to 0.1 mol L-1. It is possible to achieve high rotational speeds due to the use of the disk (1000 rpm optimal) obtaining low extraction times; however the effect was not significant in the study. Upon analyzing the consequences of adding salt to the medium, an adverse effect was observed on extraction, then salting out effect is not appreciated and salt use was discarded. Working under these optimal conditions, the equilibrium times obtained were 30, 53 and 90 min for 100, 500 and 1000-mL water samples. Subsequently it was possible to determine the analytical parameters which characterize this methodology. The studies showed that the method provided results with low dispersion between measurements (with relative standard deviations of 7.2 and 8.4%) and high accuracy (-4.3% of relative error) for a multi-elemental water standard. This latter study also confirmed the high selectivity for removal of copper as a chromophore over other metal ions. The detection and quantification limits reached values lower than 12 mg L-1 and were reduced by decreasing the sample volume analyzed. The sensitivity parameter was also studied, showing an effective increment as sample volume was increased. By this study also indicated the possibility of saturation of PDMS to determine elevated copper matrix volumes of 1 liter, which was resolved by increasing the volume of phase supported on the extraction device, this can be achieved because the disk configuration. This study also indicated the possibility of saturation of the PDMS phase when determining high copper concentrations on elevated matrix volumes (at least 1 liter), this problem was resolved by increasing the volume of phase supported on the extraction device; this can be achieved due to the disk configuration. Recovery tests on drinking water matrices showed a mean value of 95.6%, then the studied method can quantitatively extract the copper complex on the PDMS. The high concentration of copper in the matrix, the affinity of the complex to the extractant and the fact that no signal coupling of interfering complexes occurs could explain the high recovery of the study. Finally, the studied method was validated by comparison with the ICP-OES spectroscopic technique. Similar results were obtained between both techniques (99,6 and 96,8% for drinking water samples and 102,5% for spiked samples). Due to all conducted studies to optimize parameters and to validate, it was possible to conclude that the methodology allows to successfully extract the chromophore Cu(DDTC)2 for spectrophotometric analysis through a simple, fast, low-polluting, easily applicable method
Conicyt, Fondecyt

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Verdugo, Gallegos Luis Alberto. "Remoción de iones sulfato y metales pesados desde soluciones acuosas que simulan aguas de mina usando mezcla de cal, silicatos nano-estructurados y policloruro de aluminio en una celda DAF." Tesis, Universidad de Chile, 2013. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/115113.

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Abstract:

Memoria para optar al Título de Químico
En esta Memoria de Título se estudió la remoción del anión sulfato en presencia de Cu(II) y Zn(II) desde soluciones acuosas que simulan un agua ácida residual de mina, empleando mezclas de cal, policloruro de aluminio y silicatos de calcio nanoestructurados. Los experimentos se realizaron en una celda de flotación de aire disuelto (DAF).Se logró una buena remoción de sulfato, utilizando diferentes dosificaciones de cal y PAC, alcanzándose concentraciones finales de este anión en las soluciones refinos, muy por debajo de la norma ambiental vigente y en un tiempo relativamente corto. El mecanismo de remoción de este anión está basado en la formación de etringita. Los resultados confirmaron también que la adición de sólo cal no remueve ion sulfato en un grado suficiente. Se preparó un silicato de calcio nano-estructurados mediante la reacción de una solución de silicato de sodio y Ca(OH)2, manteniendo una intensa agitación durante el proceso. Análisis indican que el sólido obtenido es de estructura más bien amorfa, con nano-capas de placas tetraédricas de silicatos de calcio de espesor variable entre 10-20 nm y diámetros entre 80 y 100 nm, presentando una superficie BET variable entre 200 y 300 m2/g. Los resultados experimentales indican que los silicatos de calcio nano-estructurados por si solos, no poseen suficiente capacidad adsortiva para remover sulfatos. Sin embargo, su uso en conjunto con PAC, genera precipitados más granulares y fáciles de separar mediante decantación o filtración convencional. Su empleo aseguró una excelente adsorción sobre ellos de los contenidos de Cu(II) y Zn(II), no siendo afectada ésta por la presencia de ion SO4 2-. La adición de silicatos de calcio nano-estructurados permitió reducir la dosificación de cal, obteniéndose un medio básico estable, dado el efecto buffer que generarían los nano-silicatos agregados. Los resultados experimentales de la remoción de sulfato con cal y PAC, se explicó mediante un modelo fisicoquímico basado en las reacciones químicas del proceso y el cual corresponde a un sistema de ecuaciones diferenciales ordinario, que se resolvió eficazmente utilizando el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden
In this Thesis it was studied the removal of sulfate anion in presence of Cu(II) and Zn(II) ions from aqueous solutions that simulate an acidic mine water, by using mixtures of lime, nano-structured calcium silicates and poly-aluminium chloride (PAC). The experiments were conducted in a dissolve air flotation cell, being obtained in a short period of time, an efficient removal of sulfate, using different proportions of the reagents. The content of sulfate in the resulting solution accomplishes with the national environmental regulations. The SO4 2-removal mechanism is base on the formation of etringite, a basic calcium and aluminium salt.It was proved that lime by itself does not remove completely the contents of this anion in the treated solutions. It was prepared a nano-structured calcium silicates from the chemical reaction between a liquid solution of sodium silicate and Ca(OH)2, keeping and intense stirring speed during the process. Analysis indicate the achieved solid possess an amorphous structure with plates of a thickness around of 10 nm and diameter between 80 and 100 nm, consisting of a tetrahedral silicate with Ca(II) ions and silanol groups on the surface and presenting a BET surface area of200-300 m2/g. Experimental results indicate that nano-structured calcium silicate alone have not the sufficient capacity for removing adequately sulfate. However, their use together with PAC generates more granular precipitates easy to separate by settle down or filtration. Their use also ensured an excellent sorption of content of Cu(II) y Zn(II) existent in the treated solutions, which was not affected by the presence of sulfate in the aqueous phase. The addition of nano-structured calcium silicate allows also the reduction of the dosage of lime to use in the process, being obtained an stable basic medium, given the buffereffect produced by the added nano-silicates. The experimental results of sulfate removal using lime and PAC were explained using a physico-chemical model base on the chemical reactionsand their corresponding equilibrium and kinetics relationships that would govern the process. The proposed model corresponds to an ordinary differential equations system, which was effectively solved by using a fourth order Runge-Kutta numerical method
Fondecyt

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Giraldo, Zambrano Johnny Daniel. "Producción de ramnolípidos por pseudomonas aeruginosa Pb 25: evaluación de su actividad emulsificante y de remoción de metales pesados." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2012. https://hdl.handle.net/20.500.12672/1413.

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Abstract:

Los avances en la ciencia y la tecnología desde la revolución industrial, han aumentado la capacidad del ser humano para explotar los recursos naturales causando un constante aumento de perturbaciones en los diversos ecosistemas. En este contexto, el uso de los biosurfactantes que solubilizan fracciones de hidrocarburos contaminantes, representa una prometedora alternativa de aplicación para cualquier proceso tecnológico de remediación de ambientes naturales. El objetivo del presente trabajo se basó en la evaluación de la actividad emulsificante y la capacidad de remoción de metales pesados de un biosurfactante de naturaleza ramnolipídica producido empleando glicerol como única fuente de carbono por una cepa de Pseudomonas aeruginosa PB25. Con los resultados obtenidos se logró determinar una velocidad de crecimiento específica (µ) de 0,0351 h^-1 y un tiempo generacional (tg) de 19,75 h; registrándose a su vez una concentración máxima de ramnolípidos de 2,47 g/L en la fase estacionaria de crecimiento, con valores de rendimiento de 0.13 gramos de ramnolípido por gramo de glicerol y de productividad de 0.082 g/L-h. De igual forma se logró conseguir un valor máximo de actividad emulsificante frente a crudo de petróleo de 5.257 UAE/mL e Índices de Emulsificación E24 de 53, 64, 62 y 84 % para crudo de petróleo, petróleo diesel 2, gasolina y kerosene respectivamente. Asimismo, se obtuvieron valores máximos de remoción del 98% y 99% para plomo y cadmio respectivamente presentes en soluciones acuosas a pH 11. Por lo tanto, es posible afirmar que este tipo de biosurfactante puede ser empleado en futuros procesos biotecnológicos de remediación de ambientes naturales contaminados por la presencia de metales pesados y/o crudo de petróleo y sus derivados. Palabras clave: Remediación, biosurfactantes, ramnolípidos, Pseudomonas aeruginosa, actividad emulsificante, hidrocarburos, metales pesados.
--- Since the industrial revolution, advances in science and technology have increased the human capacity to exploit natural resources causing ever-increasing disturbances in ecosystems. In this context, the use of biosurfactants represents a promising alternative application for any technological process of remediation of natural environments. The objective of this work was based on the evaluation of the emulsifying activity and the ability to remove heavy metals with a rhamnolipidic biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa strain PB25, using glycerol as sole carbon source. In this media this strain had a specific growth rate (μ) of 0,0351 h^-1 and a generational time (td) of 19,75 h. At the same time it produced maximum concentration of 2.47 g/L rhamnolipid, with yields (Y) of 0.13 g/g and productivity of 0.082 g/L-h. Similarly, the rhamnolipid is managed to achieve a maximum value of emulsifying activity compared to crude oil from 5.257 UAE/mL and E24 emulsification index of 53, 64, 62 and 84% for crude oil, diesel oil 2, gasoline and kerosene respectively. In addition, the rhamnolipid got to remove 98% of lead and 99% of cadmium in aqueous solutions at pH 11. In conclusion, this type of biosurfactant can be used in future biotechnological processes for the remediation of natural environments contaminated by the presence of heavy metals and/or crude oil and its derivatives. Keywords: Remediation, biosurfactant, rhamnolipid, Pseudomonas aeruginosa, emulsifying activity, hydrocarbons, heavy metals.
Tesis

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Maricán, Riquelme Adolfo Andrés. "Extractabilidad de metales traza en suelos agrícolas enmendados con biosólidos." Tesis, Universidad de Chile, 2006. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/105520.

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Abstract:

Una de las formas de disposición de biosólidos generados en las plantas de tratamiento de aguas servidas es su aplicación en suelos agrícolas. Sin embargo, esto involucra algunos problemas, como la acumulación de los metales pesados, el incremento de la materia orgánica y de otros componentes del biosólido, pudiendo cambiar la distribución y movilidad de los metales pesados, modificando su disponibilidad, que dependerá del tipo de suelo, de las propiedades físicas y químicas tanto del biosólido como del suelo y del tipo de cultivo. Si bien existe una vasta experiencia extranjera en el tema, es conveniente como país productor de una amplia gama de productos agrícolas de exportación, realizar estudios preliminares con suelos locales. El propósito de este estudio fue determinar el efecto de la aplicación de biosólidos en la distribución y disponibilidad de los siguientes metales pesados: Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos agrícolas de la Región Metropolitana. Se muestrearon cuatro suelos de orden Mollisol diferentes (CB, EM, LP y M). Estos fueron tratados con 15 y 30 Mg·ha-1 de biosólido, además de utilizar suelo sin tratar, como control, e incubados a 25ºC en condiciones de humedad de campo por 60 días. Los biosólidos utilizados (BET2004 y BET2005) fueron obtenidos de una de las plantas de tratamiento de aguas servidas de Santiago. Fueron muestreados en el monorrelleno en épocas diferentes del año. Los suelos, biosólidos y mezclas suelo-biosólido fueron caracterizados a través del pH, contenido de materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico (CIC) y contenido total de metales pesados. Los metales traza de los suelos control y tratados con las respectivas dosis de biosólido, fueron extraídos secuencialmente antes y después de la incubación. Se utilizó la metodología propuesta por “The European Community Bureau of Reference” (BCR) de cuatro etapas de manera de obtener las fracciones soluble en ácidos (metal unido a carbonatos), reducible (metal asociado a óxidos de manganeso y hierro), oxidable (metal asociado a materia orgánica) y residual. La determinación de los metales se realizó por Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA) con llama. La aplicación de biosólido generalmente incrementó el contenido total de los metales, principalmente significativo para Zn y Cu. La dosis de biosólido y el tiempo de incubación sólo afectaron la distribución de Zn y Cu, principalmente de Zn. Un diseño factorial a dos niveles fue usado para evaluar los efectos: dosis del biosólido aplicado y tiempo de incubación en la disponibilidad de estos metales. Las variables consideradas son influenciadas dependiendo del metal y tipo de suelo. Se encontró, principalmente en el caso del Zn, un incremento de las formas solubles en ácidos, y reducibles debido a la aplicación de biosólidos y tiempo de incubación, en el caso del tratamiento con BET2004, y sólo debido al tiempo de incubación, en los suelos tratados con BET2005.

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Marín, Guirao Lázaro. "Aproximación ecotoxicológica a la contaminación por metales pesados en la laguna costera del Mar Menor." Doctoral thesis, Universidad de Murcia, 2007. http://hdl.handle.net/10803/10773.

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Abstract:

El objetivo de la Tesis es obtener una visión de la situación actual de la laguna costera del Mar Menor en relación con la contaminación por metales pesados procedentes de actividades mineras mediante el empleo de herramientas ecotoxicológicas. Comienza con el estudio de la entrada de residuos mineros en el ecosistema, su distribución en las aguas de la laguna así como los efectos tóxicos asociados. Continua valorando la biodisponibilidad de los metales contenidos en los sedimentos lagunares mediante pruebas de toxicidad y de bioacumulación; sus efectos en praderas de fanerógamas y comunidades de invertebrados asociados, para continuar determinando la potencial transferencia trófica de metales en las redes alimenticias lagunares y su posible biomagnificación. Finalmente, la Tesis concluye determinando la utilidad de indicadores propuestos para su aplicación en la Directiva Europea Marco del Agua cuando son aplicados a dos ecosistemas acuáticos contaminados por contaminación tóxica (metales pesados).
The objective of the Thesis is to determine the present situation of the Mar Menor coastal lagoon in relation with the contamination caused by heavy metals coming from old mining activities through the use of ecotoxicological tools. It begins with the study of the entrance of mining wastes in the lagoon ecosystem, its distribution in the lagoon waters as well as their toxic effects. It continues assessing the bioavailability of metals contained in sediments of the lagoon by means of bioaccumulation studies and toxicity tests; their possible deleterious effects on marine phanerogams and associated invertebrate communities. It also determines the potential trophic transfer of metals in trophic webs of the lagoon studying the possible biomagnification of metals. Finally, the Thesis concludes determining the utility of some indicators proposed for their application in the European Water Framework Directive when they are applied to aquatic ecosystems impacted by toxic contamination (heavy metals).

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Solano, Marín Antonia Mª. "Movilización de metales pesados en residuos y suelos industriales afectados por la hidrometalurgia del cinc." Doctoral thesis, Universidad de Murcia, 2005. http://hdl.handle.net/10803/11036.

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Abstract:

Entre las actividades potencialmente contaminantes del suelo se encuentra la industria de obtención de cinc, que, a lo largo de la historia, ha generado cantidades importantes de residuos con elevados contenidos de metales pesados depositados en las inmediaciones de sus instalaciones hasta épocas recientes. Después de la promulgación del RD 9/2005, dicha contaminación y el riesgo que conlleva deberán ser evaluados en los diferentes emplazamientos. El objetivo de esta tesis es el estudio de la movilización natural y forzada de plomo, cadmio y arsénico bajo distintas condiciones medioambientales en residuos procedentes de la hidrometalurgia del cinc y en suelos industriales contaminados por los productos de alteración de dichos residuos, así como la relación que existe entre la movilización y las características químicas y mineralógicas de los mismos, ya que el conocimiento de estos materiales y de las condiciones de movilización de los metales estudiados puede ayudar al estudio metodológico de evaluación de la contaminación así como al análisis de riesgos que permita la toma de decisiones ante la posible recuperación de tales terrenos.
Among the industries that mar be considered potential contaminators of the soil is that dedicated to obtaining zinc, which, during its time, has generated substantial quantities ofheavy metal-containing wastes which, until recently, were simply dumped in the irnmediate environs. Following the Spanish law RD 9/2005, the resulting contamination and any associated risks have to be evaluated. The object ofthis thesis was to study the natural and forced mobilization oflead, cadmium and arsenic in a variety of environmental conditions in wastes resulting from the zinc hydrometallurgy indus1ry and in soils contaminated by fue alteration products of these wastes, together with fue relation between such mobilization and fue chemical and mineralogical characteristics of the same. Knowledge of these material s and of the metal mobilization conditions studied will help in the methodological study of contamination evaluation and in the analysis of risks. The findings will, it is hoped, help in the making decisions that need to be taken to recover the affected soils.

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Micó, Llopis Carolina. "Estudio de metales pesados en suelos agrícolas con cultivos hortícolas de la provincia de Alicante." Doctoral thesis, Universitat de València, 2005. http://hdl.handle.net/10803/9503.

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Abstract:

Los metales pesados aparecen en los suelos agrícolas de forma natural procedentes, mayoritariamente, de la meteorización del material originario. Sin embargo, el sistema agrario puede verse afectado por las actividades antrópicas desarrolladas en las proximidades de estos suelos y por las mismas prácticas agrícolas que incorporan diversos contaminantes al suelo. Debido a la diversidad de fuentes que pueden incrementar el contenido de metales pesados en los suelos agrícolas, se requieren estudios que evalúen el contenido y la distribución de estos elementos, para estimar la calidad ambiental y productiva de estos suelos y evitar su continuo deterioro. Además, a la hora de abordar un estudio para la caracterización de la contaminación del suelo por metales pesados, resulta también necesario establecer estándares de calidad de suelo, es decir, niveles de fondo y valores de referencia, con el fin de discernir entre suelos con contenidos normales y suelos contaminados.El objetivo general de esta Tesis Doctoral consiste en caracterizar el estado actual de los suelos agrícolas con cultivos hortícolas de la provincia de Alicante (Comunidad Valenciana). Para alcanzar este objetivo, se han planteado diferentes objetivos específicos: (1) analizar las propiedades y características edáficas de estos suelos agrícolas; (2) determinar el contenido total y extraíble de nueve metales pesados (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn) en 54 muestras de suelos seleccionadas aleatoriamente; (3) determinar el contenido de los metales pesados anteriormente mencionados en algunos cultivos hortícolas, especialmente en aquellas parcelas que presentan altos contenidos en suelo; (4) estudiar las relaciones estadísticas (correlaciones, regresiones, análisis factorial y análisis clúster) entre las diferentes variables analizadas; y (5) realizar una propuesta de niveles de fondo y valores de referencia para metales pesados en este tipo de suelos.Los resultados indican que los contenidos totales y extraíbles de metales pesados son similares a los encontrados en la bibliografía consultada, a excepción de algunas parcelas que presentan altos contenidos totales de Cr, Cu y Pb, y una elevada fracción extraíble para el Cd, Cu y Pb. En cuanto a los contenidos de metales pesados en los cultivos hortícolas, la mayoría de las muestras analizadas no superan los contenidos máximos admisibles establecidos por la legislación vigente, a excepción de algunas muestras que presentan altos contenidos de Cd. Estos resultados recomiendan llevar a cabo estudios adicionales para evaluar el riesgo que supone la presencia de estas concentraciones sobre la salud humana y el medio ambiente, especialmente en el caso del Cd. Finalmente, se han propuesto niveles de fondo y valores de referencia para metales pesados que son de utilidad para la aplicación de la Ley 10/1998 y el Real Decreto 9/2005 para la declaración de suelos contaminados bajo un uso hortícola de regadío. El estudio comparativo de las parcelas analizadas con los valores propuestos indica que no existen suelos fuertemente contaminados por actividades humanas contaminantes, mientras que el 37% de las parcelas superan los valores de referencia propuestos, por lo que sería recomendable llevar a cabo investigaciones adicionales. Finalmente, el 63% de las parcelas presentan contenidos de metales pesados por debajo de los valores de referencia establecidos y, por tanto, reflejan una calidad aceptable.
Heavy metals appear naturally in agricultural soils according to both the parent rock and pedogenic processes. However, the agroecosystem can be affected by human activities developed in the proximities of these soils and agricultural practices, which can release contaminants such as heavy metals to the environment. Scientific studies are required to assess the content and distribution of heavy metals in soils due to the diversity of sources that can increase the heavy metal content, particularly in agricultural soils, and avoid their degradation. In addition, it is also necessary to establish soil quality standards to distinguish between soils with normal levels of heavy metals and contaminated soils. The general aim of this Doctoral Thesis is to characterise the present condition of agricultural soils with vegetable crops in the province of Alicante (Valencian Community). To achieve this purpose, different specific objectives have been proposed: (1) to analyse properties and characteristics of these agricultural soils; (2) to determine the total and extractable content of nine heavy metals (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn) in soil samples; (3) to determine heavy metal content in some vegetable crops, specially in those crops cultivated in soils with high content; (4) to study statistical relations (correlation, regression, factorial analysis and cluster analysis) between different variables; and (5) to establish background and reference values of heavy metals for agricultural soils within the Valencian Mediterranean region.The total and extractable content of heavy metals in agricultural soils are similar to other Mediterranean soils, with the exception of some plots that present high total levels of Cr, Cu and Pb, and a high extractable fraction for the Cd, Cu and Pb. On the other hand, the heavy metal content in vegetable crops do not exceed the permissible maximum level established by the European legislation, with the exception of some samples that show high Cd content. Finally, background and reference values for heavy metals have been proposed. The comparative study indicates the 37% of soils exceed the reference values proposed, whereas the 63% of soils show heavy metal content below the reference value and, therefore, they reflect an acceptable quality.

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Izquierdo, Sanchis Marta. "Eliminación de metales pesados en aguas mediante bioadsorción. Evaluación de materiales y modelación del proceso." Doctoral thesis, Universitat de València, 2010. http://hdl.handle.net/10803/52130.

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Abstract:

Una de las principales fuentes de contaminación de las aguas es el vertido de efluentes insuficientemente depurados, razón por la que el control de vertidos ha centrado gran parte de las actuaciones legislativas de las administraciones competentes en esta materia. Las técnicas convencionales de depuración de metales pesados presentan dificultades para lograr el cumplimiento de los límites de vertido siendo necesaria la búsqueda de técnicas alternativas para reducir estas emisiones. En este sentido, la investigación en bioadsorción ha mostrado en los últimos años el potencial de esta tecnología para el tratamiento de aguas contaminadas por metales pesados. El objetivo de la tesis doctoral es el estudio de la bioadsorción como tecnología para el tratamiento de aguas residuales industriales contaminadas con metales pesados utilizando Posidonia oceanica y turba como bioadsorbentes. Para ello se ha implementado una metodología dirigida al desarrollo de una herramienta de predicción del proceso de bioadsorción en lecho fijo y a la evaluación de la potencial aplicación del proceso a nivel industrial. La presentación de resultados se inicia con el estudio experimental dirigido a la evaluación del uso de la Posidonia oceanica y de la turba para la eliminación de cobre en aguas. Tras determinar las características físico-químicas de ambos bioadsorbentes, se han evaluado los mecanismos de interacción con el cobre. Se presenta la caracterización del equilibrio de adsorción tanto en discontinuo como en la operación dinámica en columnas de lecho fijo. El empleo de una técnica de estímulo-respuesta ha permitido determinar los valores del coeficiente de dispersión hidrodinámica y su variación con la velocidad intersticial del fluido en lechos de ambos bioadsorbentes. La presencia de agentes complejantes en las aguas residuales puede ocasionar interferencias en los tratamientos de depuración convencionales. Por ello, se analiza el efecto de la presencia de EDTA, seleccionado como agente complejante típico, sobre el rendimiento del proceso. Asimismo, se analiza la reutilización de los bioadsorbentes en ciclos consecutivos de adsorción-desorción. A continuación se presenta el modelo matemático desarrollado con el fin de obtener una herramienta para la simulación de la bioadsorción de metales pesados en columna de lecho fijo. La calibración del modelo se ha realizado utilizando los datos de los ensayos de bioadsorción de cobre en columna de lecho fijo sobre Posidonia oceanica y sobre la turba, y ha permitido la estimación del coeficiente de transferencia de materia interna en estos sistemas. Con la validación del modelo, realizada a partir de experimentos independientes a los utilizados en la fase de calibración, se corroboran las hipótesis del modelo. Asimismo, se incluye un análisis de sensibilidad del modelo mostrando la influencia del coeficiente de dispersión hidrodinámica y del coeficiente de transferencia de materia interna sobre los resultados de las predicciones del modelo. El trabajo se completa con ensayos realizados en el marco de un proyecto de investigación aplicada, financiado por el Instituto Tecnológico Metal-Mecánico (AIMME) para evaluar la aplicación de la tecnología en el sector de tratamiento de superficies. Se presenta un estudio comparativo del rendimiento de la operación sobre diversos materiales incluyendo la Posidonia oceanica y la turba, otros bioadsorbentes (chitosan y chitín) y dos carbones activados comerciales, utilizando cobre o níquel como metales pesados de referencia en las aguas residuales de este sector. El estudio incluye la evaluación de la bioadsorción para el tratamiento de aguas residuales aportadas por una empresa del sector de tratamiento de superficies metálicas. Por último, se analizan los resultados del estudio de una configuración de columnas en serie utilizando un lecho de bioadsorbente seguido de un lecho de carbón activado como alternativa para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados en presencia de agentes complejantes.
The objective of this doctoral thesis is to study biosorption technology for treatment of wastewater polluted with heavy metals using Posidonia oceanica and peat as biosorbents. For this purpose, a methodology has been implemented to develop a fixed-bed performance prediction tool and to evaluate the industrial application of biosorption technology. Posidonia oceanica and peat are tested for copper removal from wastewater. Physicochemical properties of both biosorbents and mechanisms involved in copper retention are evaluated. Equilibrium results in batch and dynamic conditions in fixed-bed columns are presented. Hydrodynamic characterisation of biosorbent beds has been achieved with a stimulus-response technique and consequently the hydrodynamic dispersion coefficient and its variation with fluid interstitial velocity have been obtained. The effect of the presence of EDTA in the feed solution of the column was investigated for both biosorbents from an industrial application perspective. Likewise, reutilisation of biosorbents was evaluated in adsorption−desorption cycles. A mathematical model has been developed as a simulation tool for heavy metal biosorption fixed-bed processes. Model calibration is carried out using experimental results of copper biosorption in fixed-bed columns, which allows the intraparticle mass transfer coefficient to be estimated. Experimental results obtained in independent biosorption experiments were used to model validation, corroborating model hypothesis. Finally, the influence of hydrodynamic dispersion coefficient and intraparticle mass transfer coefficient on simulation results is evaluated with a sensitivity analysis. The thesis is completed with a study carried out as a part of a research project focused on the industrial application of the technology. The experimental design was developed to evaluate biosorption technology to treat industrial wastewater from surface treatment facilities, whose main characteristic is the presence of complexing agents. The copper and nickel biosorption performance of Posidonia oceanica and peat is compared with those of other biosorbents (chitosan and chitin) and with two activated carbons. Sorbent performances were also checked using industrial wastewater of a representative facility of the surface treatment sector. A serial column configuration with a biosorbent bed of Posidonia oceanica or peat coupled with an activated carbon bed was evaluated as an alternative configuration for heavy metal with complexing agent wastewater treatment.

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Wilson, Massó Deivy. "Desarrollo de lenguas electrónicas potenciométricas para la determinación simultánea de metales pesados en muestras ambientales." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2013. http://hdl.handle.net/10803/117275.

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Abstract:

La presente tesis doctoral está enfocada al desarrollo de herramientas analíticas avanzadas, basadas en lenguas electrónicas potenciométricas y redes neuronales artificiales, para la determinación de trazas de metales de transición, específicamente Cu(II), Cd(II), Pb(II) y Zn(II) en muestras ambientales. En la búsqueda de nuevos elementos de reconocimiento, se sintetizaron y caracterizaron dos nuevos derivados de bis-tioureas, que fueron empleados como ionóforos en electrodos selectivos a plomo. Los dos electrodos obtenidos fueron caracterizados completamente y se obtuvieron muy buenos parámetros analíticos. La aplicabilidad de los dos dispositivos construidos se comprobó en la determinación de plomo en muestras de suelos, los resultados obtenidos se contrastaron de forma satisfactoria frente a un método de referencia (ICP-MS). Con los electrodos construidos previamente y con otros formulados mediante membranas comerciales, se conformaron las matrices de sensores que fueron empleadas en diversas aplicaciones. En la primera de ellas, se desarrolló una lengua electrónica potenciométrica para la determinación simultánea de Cu2+, Cd2+, Pb2+ y Zn2+ a nivel de trazas en muestras de suelos. El modelo fue construido mediante redes neuronales artificiales, con muy buen ajuste y habilidad predictiva. La estrategia propuesta fue aplicada a la determinación de los 4 analitos en muestras de suelos. Los resultados obtenidos se compararon con un método de referencia (FAAS). En la segunda aplicación se empleó una lengua electrónica como método de detección del punto final en un sistema de valoración complexométrica, para resolver mezclas ternarias de metales de transición. Con el objetivo de disminuir el tiempo de análisis, se utilizó una metodología de valoración con un número reducido de adiciones fijas de agente valorante. La información multivariada obtenida fue tratada con redes neuronales artificiales, y se pudo determinar simultáneamente en muestras de suelos dopadas el contenido de Cu2+, Cd2+ y Pb2+, lo que representa un aporte considerable, ya que estas aplicaciones son prácticamente imposibles con las metodologías convencionales de valoración. Las aplicaciones posteriores estuvieron enfocadas al desarrollo de un sistema automatizado, basado en lenguas electrónicas y análisis por inyección en flujo; para la monitorización de procesos de biosorción de mezclas de metales de transición en raspo de uva, residual de la industria vinícola. Se emplearon diferentes lenguas electrónicas como método de detección y se lograron monitorizar satisfactoriamente diferentes mezclas, de dos, tres y cuatro componentes. Con la información adquirida, se obtuvieron los principales parámetros termodinámicos de los procesos estudiados, la capacidad de sorción (q0), la capacidad de sorción del volumen del lecho (N0) y el tiempo requerido para alcanzar el 50 % del sorbato (r). Estos fueron comparados con los modelos teóricos de Thomas, Yoon-Nelson y BDST, en todos los casos se obtuvo un buen ajuste. También se determinó el orden de selectividad del raspo de uva (biosorbente) hacia los diferentes metales estudiados y el mecanismo predominante y responsable de la biosorción fue el intercambio iónico.
This thesis is focused on the development of advanced analytical tools based on potentiometric electronic tongues and artificial neural networks, for the determination of transition metal traces, particularly Cu(II), Cd(II), Pb(II) and Zn(II) in environmental samples. In the search for new recognition elements, two new bis-thiourea derivatives were synthesized and characterized, which were used as ionophores in lead selective electrodes. The electrodes obtained were fully characterized and yielded very good analytical parameters. The applicability of the two devices constructed was verified in the determination of lead in soil samples, the results obtained were compared successfully against a reference method (ICP-MS). Using these previously constructed electrodes in concert with additional electrodes exploiting commercially fabricated sensory elements, a sensor array was formed and thus used in various applications. The first of these applications was a potentiometric electronic tongue for the simultaneous determination of Cu2+, Cd2+, Pb2+ and Zn2+ at trace levels in soil samples. The model was constructed with the use of artificial neural networks and exhibited a very good fit and predictive ability. The proposed strategy was applied to the determination of these 4 analytes in soil samples. The results were also compared with a reference method (FAAS). In the second application, the electronic tongue was employed as end point detection method in titration system, to resolve ternary mixtures of transition metals. In order to reduce the analysis time, a complexometric fixed volume titration methodology was used. The multivariate information obtained was treated with artificial neural networks, and the Cu2+, Cd2+ and Pb2+ volumes were simultaneously determined in soil spiked samples, which represents a significant contribution to the state-of-the-art, as these applications are virtually impossible to achieve with conventional titration methodologies. Subsequent applications were focused on the development of an automated system based on electronic tongues and flow injection analysis, for the monitoring of biosorption processes of mixtures of transition metals in grape stalk, wine industry waste. Several electronic tongues were used as a detection method, and achieved the satisfactorily monitoring of different mixtures of two, three and four components. Using the obtained information, the main thermodynamic parameters of the studied processes were successfully determined; these were the sorption capacity (q0), the sorption capacity of the bed volume (N0) and the time required to reach 50% of the sorbate (r). These were then compared to theoretical models of Thomas, Yoon-Nelson and BDST in all cases a good fit was achieved. The mechanism responsible for biosorption, ion exchange, and the order of selectivity grape stalk (biosorbent) towards different metals studied was also determined.

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Gran, Scheuch Alejandro Alberto. "Aislamiento y caracterización de bacterias antárticas capaces de metabolizar fenantreno en presencia de metales pesados." Tesis, Universidad de Chile, 2015. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/138517.

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Abstract:

Magíster en Bioquímica área de especialización Bioquímica Ambiental y Memoria para optar al Título de Bioquímico
Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta enero de 2019
La Antártica es el continente más austral de la tierra, contiene cerca del 80% de las reservas de agua dulce del planeta y presenta una serie de condiciones extremas, como bajas temperaturas y alta radiación ultravioleta. A pesar de esto, el hombre ha sido capaz de sobrevivir en la región y realizar actividades científicas y de explotación durante más de 80 años. Como consecuencia, las distintas zonas habitadas han sufrido contaminación, principalmente asociada a diesel. Este compuesto es nocivo, ya que presenta una gran cantidad de moléculas orgánicas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y compuestos inorgánicos como metales pesados (Cd, Cr y Pb). La descontaminación de HAPs se puede llevar a cabo mediante procesos físicos, químicos y biológicos. Los procesos biológicos representan una opción ecológica, económica y segura, que involucra una menor alteración de los suelos y en consecuencia constituye una excelente alternativa para la descontaminación del territorio Antártico. A la fecha, se ha reportado un gran número de bacterias capaces de degradar HAPs. Sin embargo, debido al Tratado Antártico no está permitido ingresar microorganismos o ADN foráneo al continente, por lo que se hace vital encontrar bacterias nativas que puedan ser usadas en la biorremediación de diesel en Antártica. Debido a su mayor solubilidad en agua, menor toxicidad para el humano y similitud estructural con otros HAPs, el compuesto que se utiliza como modelo para aislar y estudiar microorganismos degradadores de HAPs es el fenantreno. En base a lo expuesto, se planteó la hipótesis: “La presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados en suelos antárticos ha favorecido el desarrollo de bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales”. El objetivo general de este trabajo fue aislar y caracterizar bacterias antárticas resistentes a metales pesados (Cd, Cr y Pb) y evaluar su capacidad de metabolizar fenantreno. Para esto se utilizó muestras de suelo antártico obtenido de distintas zonas expuestas y no expuestas a diesel, las cuales fueron caracterizadas química y biológicamente. Además, se aisló y caracterizó bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales y se estudiaron los procesos asociados a la degradación de fenantreno. Durante este trabajo de tesis se utilizó muestras de suelo obtenidas de la 49° Expedición Científica Antártico (ECA 49°): 4 muestras de suelos no expuestos a diesel (A0, B4, C3 y C8) y 4 muestras de suelos expuestos a diesel (D3, D4, E2 y E4). El análisis del suelo determinó la presencia de HAPs en los suelos expuestos a diesel, en promedio 1000 veces más concentrado que en los suelos sin exposición. Además, en los suelos D3 y D4 (suelos expuestos a diesel) se observó una mayor concentración de cadmio y plomo total en comparación a todas las muestras, sobre los 30 y 600 mg Kg-1, respectivamente. Respecto a la caracterización biológica, el suelo expuesto a diesel D4 presentó mayor actividad biológica y número de heterótrofos, relacionado directamente al contenido de HAP (el suelo D4 presentó la mayor concentración del hidrocarburo, ̴ 30 mg Kg-1). De los 8 suelos se aisló 350 microorganismos, de los cuales 53 fueron capaces de degradar fenantreno. Mediante un screening desarrollado durante esta tesis basado en espectroscopía de fluorescencia total asociada a calibración multivariada, se seleccionó 3 aislados por su alto nivel de degradación. Estos microorganismos se caracterizaron, en particular la cepa D43FB (identificada como Pseudomonas flavescens) resiste 25 mg L-1 de Cd+2 y 5 mg L-1 de Cr+6. Además, tras 7 de incubación es capaz de degradar hasta un 80% de fenantreno en medio M9 con el hidrocarburo como única fuente de carbono. Al agregar 0.025, 0.05 y 0.5 mg L-1 de Cd+2 el porcentaje de degradación es 60, 26 y 25 mg L-1, respectivamente. Además, en un proceso de bioaumetación de suelos degrada aproximadamente un 75% de los hidrocarburos presentes en el terrario. Por otro lado, a este aislado se asoció su capacidad de degradar fenantreno a la facultad de formar biopelículas y adherirse a cristales de este compuesto, junto con descartar la liberación de biosurfactante o la quimiotaxis. Siendo una excelente alternativa para más ensayos de biorremediación de suelos. El trabajo planteado tiene profundas implicaciones para estudios en biorremediación y potencialmente podría representar una alternativa de descontaminación de ecosistemas antárticos aprovechando los bio recursos propios de la Antártica. La proyección de este trabajo está asociada a dilucidar completamente los procesos asociados a la degradación de Pseudomonas flavescens D43FB y continuar ensayos de biorremediación en terrarios, y así eventualmente terminar la investigación en un proceso in situ en Antártica
Antarctica is the southernmost continent on earth, contains ~80% of the planet's fresh water and presents a series of extreme conditions such as low temperatures and high ultraviolet radiation. Despite this, the man has been able to survive in the region doing scientific and operational activities for over 80 years. Consequently, various inhabited areas have been contaminated mainly with diesel. This compound is harmful, because it is composed by organic molecules such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals (Cd, Cr and Pb). Decontamination of PAHs can be accomplished by physical, chemical and biological processes. Biological processes represent an ecological, economical and safe option that involves a minor alteration of the soil and thus is an excellent alternative for the decontamination of the Antarctic territory. To date, a large number of bacteria capable of degrading PAHs has been reported, however due to the Antarctic treaty is prohibited to enter foreign DNA and microorganisms to the mainland, so it is vital to find native bacteria that can be used in diesel bioremediation. Due to its higher solubility in water, lower toxicity to humans and structural similarities to other PAHs, the compound used as a model to isolate and study PAH degraders is phenanthrene. Based on the above, in this thesis the following hypothesis was proposed: "The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in Antarctic soils has favored the development of phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals". The overall objective of this work was to isolate and characterize Antarctic bacteria resistant to heavy metals (Cd, Cr and Pb) and assess their ability to metabolize phenanthrene. To accomplish this, Antarctic soils obtained from different areas exposed to diesel were characterized chemically and biologically. Also, phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals were isolated and characterized, and the degradation mechanisms involved were studied. Soil samples were obtained during the 49th expedition to the Antarctic continent (ECA 49), 4 soils none exposed to diesel (A0, B4, C3 and C8) and 4 soils exposed to diesel (D3, D4, E2 and E4). Soil analysis determined the presence of tri-aromatic polycyclic hydrocarbons in soil exposed to diesel, on average 1000 times more concentrated than in soils with no exposure. Moreover, D3 and D4 soils (exposed to diesel) display a greater cadmium concentration and total lead when compared to all samples, ~30 and 600 mg Kg-1, respectively. Regarding the biological characterization, soil exposed to diesel D4, display greater biological activity and heterotrophes, a result that was directly related to PAH content (D4 soil display the highest concentration of hydrocarbons, ~30 mg Kg-1). This relationship was confirmed by a soil enrichment test with phenanthrene, where it was observed that phenanthrene acts as a supplement in soils exposed to diesel. 350 environmental microorganisms were isolated from the 8 Antarctic soils, 53 of them were able to degrade phenanthrene. Three of them were selected for their high capacity to degrade the hydrocarbon. These isolates were selected through a screening developed during this thesis, based on total fluorescence spectroscopy associated to second order multivariate calibration. Selected isolates were characterized and the resistance to heavy metals was determined. In particular, strain D43FB (corresponding to Pseudomonas flavescens) resists 25 mg L-1 of Cd+2 and 5 mg L-1 of Cr+6. After 7 days, this bacterium was able to degrade ~80% of phenanthrene in M9 medium with the hydrocarbon as a sole carbon source. By adding 0.025, 0.05 and 0.5 mg L-1 of Cd+2 this value decreases to 60, 26 and 25 mg L-1, respectively. Moreover, in a bioaugmentation assay of soil the isolate is capable of degrading ̴75 % of PAH present in the terrarium. In the other hand, the capacity of this microorganism to degrade phenanthrene was associated with their ability to form biofilm and adhere to phenanthrene crystals. The proposed work has profound implications for bioremediation studies and potentially could represent an alternative for the decontamination of Antarctic ecosystems. The projection of this work is linked to fully elucidate the mechanism of degradation of Pseudomonas flavescens D43FB and continue testing bioremediation in terrariums, and so eventually complete the investigation with an in situ process in Antarctica
Fondecyt, INACH T_19-11 e INACH MT-05_13

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Sánchez, Rojas Tito Libio. "Evaluación de resistencia y biosorción de metales pesados en levaduras nativas aisladas de lagunas altoandinas contaminadas con relaves mineros." Doctoral thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2020. https://hdl.handle.net/20.500.12672/11642.

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Abstract:

Manifiesta que la minería metálica constituye la actividad económica que genera mayores ingresos fiscales al Perú, pero también es la responsable del origen de los Pasivos Ambientales Mineros (PAM), contaminando diversos ecosistemas. Estos PAM contienen metales pesados que son tóxicos para todas las formas de vida conocidas. En la naturaleza existen microorganismos como los hongos que toleran y resisten la toxicidad de estos metales pesados. Como mecanismo de defensa, las levaduras modifican su actividad metabólica, incluyendo la expresión positiva o negativa de ciertos grupos de proteínas con diversas actividades biológicas; proteínas que participan controlando el estrés oxidativo, como catalasas, superóxido dismutasa, peroxirredoxinas, tiorredoxinas, glutatión peroxidasa, entre otras; también proteínas queladores de metales como metalotioneínas, fitoquelatinas y tripéptidos glutatión. En este trabajo, se aisló e identificó mediante PCR, diferentes cepas de levaduras extremófilas de muestras de agua y suelo contaminados con relaves mineros. Las levaduras aisladas fueron cultivadas en caldo YPG a diferentes pH, se determinó la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) y biosorción con algunos metales pesados. Posteriormente, se evaluó la cinética de crecimiento de dos cepas de levaduras (AMJ3 y AMJ6) y la Concentración Letal Media (CL50) con iones Cr+6, Cu+2 y Cd+2. La cepa AMJ6 fue elegida para el estudio de expresión de proteínas en Medio Mínimo Mineral Vogel-Bonner pH 4.0 suplementado con cada metal. Las proteínas obtenidas fueron tratadas e hidrolizadas con tripsina, los péptidos fueron secuenciados mediante espectrometría de masas. Las cepas de levaduras aisladas fueron identificadas molecularmente y accesadas al NCBI del GenBank. Las CMIs mostraron diversos niveles de resistencia: 80, 120, 150, 300 y 400 ppm, para Hg+2, Co+2, Cd+2, Cr+6 y Cu+2, respectivamente. La biosorción fue más del 90% para algunos metales. La cepa AMJ6 presentó mayor CL50 que AMJ3. El estudio proteómico se realizó con la cepa AMJ6 bajo estrés por metales pesados, presentó alta y baja expresión de proteínas con diversas actividades biológicas, especialmente proteínas que participan contra el estrés oxidativo, óxido reducción; metabolismo y plegamiento de proteínas, síntesis de ATP y carbohidratos, transporte de iones, entre otras funciones. Este es el primer estudio proteómico en levaduras extremófilas aisladas de relaves mineros de zonas altoandinas del Perú.
Tesis

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Maldonado, Alvarez Monserrat. "PREVALENCIA DE COLIFORMES FECALES Y EVALUACIÓN DE SU RESISTENCIA A LOS METALES PESADOS Cu Y Cd EN SUELO AGRÍCOLA ACONDICIONADO CON BIOSÓLIDOS." Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma del Estado d México, 2009. http://hdl.handle.net/20.500.11799/80081.

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Abstract:

Los biosólidos son lodos residuales que fueron sometidos a procesos de estabilización y que por su contenido de materia orgánica, nutrientes y características adquiridas pueden ser susceptibles de aprovechamiento. En esta investigación se tomaron muestras de suelo del Campus Universitario El Cerrillo y de biosólidos de la Macroplanta Toluca Norte. Se incubaron 5 tratamientos diferentes de suelo y/o biosólidos a temperatura ambiente y humedad constante en invernadero. La incubación duró 30 días y se dividió en 2 fases: Fase 1 (día 0), donde se determinó el NMP/g de sólidos totales de coliformes fecales y la concentración (mg kg-1) de los metales pesados cobre (Cu) y cadmio (Cd); la Fase 2 (día 30) donde se realizaron los mismos análisis que en la fase 1 para cumplir con el objetivo de monitorear el número de coliformes fecales en el suelo agrícola acondicionado con biosólidos y evaluar su resistencia al Cu y Cd contenidos en el mismo. Después del día 30 se estableció la prevalencia de los coliformes fecales y su resistencia a los metales pesados Cu y Cd asociada con la resistencia a tres antibióticos. Se realizó un análisis estadístico donde las variables estudiadas fueron: NMP/g de sólidos totales de coliformes fecales, Cd y Cu (mg kg-1) al día 0 y 30, evaluadas mediante un análisis de varianza y comparación de medias de tratamientos con la prueba de Tukey al nivel de significancia del 5%. La metodología empleada en los análisis microbiológicos y físico-químicos se hizo con base en la NOM-004-SEMARNAT-2002. Los resultados obtenidos fueron que los coliformes fecales prevalecen después de 30 días en menor número que el día 0 y resisten concentraciones de 11.93-197.85 (mg kg-1) de Cu y 2.37-5.70 (mg kg-1) de Cd, presentes en suelo, biosólidos y suelo acondicionado con biosólidos. Los coliformes fecales resistieron concentraciones de 200 (mg kg-1) de Cu y 0.10 (mg kg-1) de Cd y se mostró que estas bacterias entéricas fueron resistentes a los antibióticos ampicilina (50 mg kg-1) y cloramfenicol (5 mg kg-1) pero no a la tetraciclina. Por tanto, la resistencia de los coliformes fecales a los metales estuvo asociada con la resistencia a dos antibióticos, lo que incrementa el riesgo ambiental y a la salud humana. De esta forma, el suelo no está exento de presentar algún riesgo por el uso repetido de biosólidos en el largo plazo.
Secretaría de Educación Pública

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Frederico, Fernando Rodrigo. "Desenvolvimento de um sensor quimico de fibras opticas para a determinação simultanea de metais pesados empregando metodos de calibração multivariada." [s.n.], 2003. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/250553.

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Abstract:

Orientador: Ivo Milton Raimundo Junior
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-03T16:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frederico_FernandoRodrigo_D.pdf: 5223504 bytes, checksum: bc1d243f23c8d536b8683245d1fb4110 (MD5) Previous issue date: 2003
Doutorado

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Sosa, Gómez Velia Ruth. "Aplicación de técnicas voltamperométricas con electrodos serigrafiados a la especiación de metales pesados en muestras naturales." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2015. http://hdl.handle.net/10803/297427.

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Abstract:

El principal objetivo de esta Tesis es el estudio de la viabilidad analítica de nuevos dispositivos electródicos como son los electrodos serigrafiados modificados con bismuto o antimonio como materiales alternativos al mercurio en la determinación y especiación de metales pesados mediante técnicas voltamperométricas. La tecnología del serigrafiado permite la fabricación de dispositivos económicos y desechables de sistemas electródicos como alternativa a los electrodos clásicos que se pueden adaptar a instrumentación portátil. Los electrodos serigrafiados (SPEs), pueden ser modificados con metales como el bismuto o el antimonio por métodos de electrodeposición vía in-situ o ex-situ, utilizando una solución de Bi(III) o de Sb(III); también pueden modificarse a través de un precursor metálico, o se puede obtener mediante la técnica de sputtering. Por otro lado existe un creciente interés en la búsqueda de materiales electródicos alternativos del mercurio, menos tóxicos que éste pero con un comportamiento electroquímico similar (amplio rango catódico de trabajo, sensibilidad y reproducibilidad), especialmente para cumplir con las crecientes demandas de dispositivos para monitoreo ambiental in-situ de metales pesados. Entre estos materiales, el bismuto y más recientemente el antimonio han demostrado tener un comportamiento analítico adecuado que los hace aparecer como una alternativa en la determinación de metales pesados mediante técnicas voltamperométricas. Para conseguir los objetivos planteados se han realizado diversos estudios que se comentan a continuación. En primer lugar se presentan los resultados obtenidos cuando se utilizan BiSPEs. Se caracterizan los dispositivos considerados (ex-situ BiSPCE, in-situ BiSPCE, BiOxSPCE y BispSPE) tanto física como analíticamente, se compara el comportamiento de los diferentes dispositivos entre ellos y el electrodo de gotas de mercurio y se aplican estos dispositivos a la determinación de Cd(II) y Pb(II) en un material de referencia (agua subterránea) y en aguas de pozo de El Salvador. Los BiSPEs demostraron ser una alternativa a los electrodos de mercurio en la determinación de estos metales. Además, de entre estos electrodos se presenta al BiSPE obtenido por técnicas de sputtering como una alternativa ventajosa a los BiFEs y a los BiSPCEs obtenidos modificando un SPCE vía in-situ o ex-situ, debido a que no es necesario ningún tratamiento antes del análisis de la muestra ya que presentan unos LOD muy favorables. El electrodo BispSPE demostró tener un comportamiento analítico similar al del HMDE en la determinación de Cd(II) y Pb(II) en muestras de aguas de pozos. En esta Tesis se ha utilizado por primera vez un electrodos serigrafiados de carbono modificados con bismuto vía ex–situ en estudios de complejación; en concreto se han estudiado las interacciones del Cd(II) con ligados de interés medioambiental por voltamperometría de impulsos diferencial y técnicas quimiométricas para el tratamiento de los datos. Estos dispositivos han demostrado ser una alternativa a los electrodos de mercurio y a los de película de bismuto en este tipo de estudios. En segundo lugar se han estudiado las posibilidades que presentan los electrodos serigrafiados modificados con antimonio en la determinación de metales pesados. En concreto se ha considerado un SPCE modificado vía in-situ y se ha aplicado a la determinación de Cd(II), Pb(II) y Cu(II) en un material certificado (agua subterránea). Este dispositivo demostró ser una opción al in-situ BiSPCE para la determinación de estos metales en particular para el Cu(II), no solo por presentar un menor LOD para este metal, sino porque no se observa competencia entre el Sb(III) y Cu(II) por depositarse en la superficie del electrodo. Como resultado de los estudios de investigación llevados a cabo en esta Tesis, se han publicado cuatro artículos en diferentes revistas científicas. Estas publicaciones son la base del trabajo expuesto en esta Tesis.
The main goal of this Thesis is to study the analytical possibilities of screen printed electrodes (SPEs) modified with bismuth or antimony as new alternative materials to mercury for the determination and speciation of heavy metals by voltammetric techniques. The screen printing technology permits the fabrication of low cost, small size and disposal devices, as an alternative to classic electrodes that can be suitable for portable instrumentation. The SPEs can be modified with metals as bismuth or antimony by electrodeposition methods via ex-situ or in-situ, also can be modified using a metallic precursor or by sputtering the metal on a ceramic substrate. First of all, SPE modified with bismuth were studied. The devices considered (ex-situ BiSPCE, in-situ BiSPCE, BiOxSPCE and BispSPE) were characterized microscopically and analytically compared between them and with the HMDE, and applied for the determination of heavy metals in natural samples. The BiSPEs proved to be an option to mercury electrodes for the analysis of these metals. Between them the electrode obtained by the sputtering techniques has demonstrated to be a good alternative to HMDE, and also to classic BiFEs. The provided LOD and LOQ for Pb(II) and Cd(II) analysis were in all cases at the level of μg L-1. Furthermore ex-situ BiSPCEs have been used for the first time for the analysis of the complexation of Cd(II) by thiol containing compounds as glutathione (GSH) and phytochelatin (PC2). The data were treated by multivariate curve resolution by alternating least squares (MCR-ALS), demonstrating that the results are in good agreement with those previously obtained with mercury electrodes. Finally, the possibilities of SPCEs modified with Sb(III) via in-situ for the determination of Cd(II), Pb(II) y Cu(II) in natural samples were studied. The SbSPEs were microscopically characterized and experimental parameters for the determination of heavy metals by anodic stripping voltammetry were optimized. The in-situ SbSPCE demonstrated to be a good alternative to in-situ bismuth film electrodes for the determination of these metals ions in particular for copper, since no competition between copper and antimony for surface sites was noticed.

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Werner, Sánchez Norberto Andrés. "Remoción de sulfato y metales pesados en medios filtrantes de piedra caliza con bacterias sulfato reductoras." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/141120.

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Abstract:

Ingeniero Civil, Mención Hidráulica, Sanitaria y Ambiental
El presente estudio busca cuantificar la eficiencia de remoción de sulfato y metales pesados de agua sintética símil a un drenaje ácido de mina, a través de una instalación experimental con columnas compuestas de piedra caliza como medio filtrante. De dichas columnas, la mitad se encuentra inoculadas con bacterias sulfato reductoras que utilizan corteza de pino como fuente de carbono. La experiencia presentó una remoción de 50% en la concentración de sulfato, mientras que para metales pesados tales como el hierro, arsénico, aluminio, plomo y zinc se obtuvieron eficiencias en la remoción cercanas al 100%. Las bacterias sulfato reductoras no tuvieron una buena adecuación al sistema de columnas, teniendo actividad sólo en los períodos cercanos a la inoculación. Se proponen lineamientos para próximas investigaciones y se recomiendan soluciones que favorezcan experiencias futuras relacionadas con el uso de bacterias sulfato reductoras en filtros.

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Villanueva, Huerta Claudia Cecilia. "Biosorción de Cobre (II) por biomasa pretratada de cáscara de citrus sinensis (naranja), citrus limonium (limón) y opuntia ficus (palmeta de nopal)." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2007. https://hdl.handle.net/20.500.12672/2112.

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Abstract:

En el presente trabajo se ha investigado la biosorción de Cu (II) por las biomasas pretratadas de cáscara de citrus sinensis (naranja), citrus limonium, (limón) y opuntia ficus (palmeta de nopal). Las biomasas fueron tratadas con cloruro de calcio, el cual les da una mayor estabilidad mecánica al material bioadsorbente. Los experimentos sobre el efecto del pH en el proceso de biosorción de Cu (II) por los materiales biosorbentes mostraron que el rango óptimo de pH se encuentra entre 4,5 - 5,0. Los datos experimentales obtenidos se procesaron usando las ecuaciones adsorción de Langmuir y Freundlich. La máxima capacidad de biosorción de Cu (II) por las biomasas fueron: 36,1011 mg/g para la cáscara de citrus sinensis; 47,0436 mg/g para cáscara de citrus limonium y 44,2567 mg/g para el opuntia ficus.
-- In the present work we had studied the biosorption of Cu (II) by treated biomasses of citrus sinensis (orange) shells, citrus limonium (limón) and opuntia ficus (palmeta de nopal). The biomasses were treated with CaCl2, that which allows improving the mechanical stability of the biomasses. The optimum pH for the process of biosorción of Cu (II) for the treated biomasses was among 4,5-5,0. The results experimental data were processed according the equations of Langmuir and Freundlinch. The maximum capacities of adsorption (qmáx) of the treated biomasses were: shell of citrus sinensis 36, 1011 mg/g, citrus limonium 47, 0436 mg/g and citrus limonium 44, 2567 mg/g.
Tesis

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Delgado, Morales Daniela. "Análisis crítico de los métodos de extracción secuencial para muestras de suelos y sedimentos." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/147433.

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Abstract:

Título de Química Ambiental
Los metales pesados se encuentran naturalmente como parte de la corteza terrestre y por influencia antropogénica por actividades como la minería. Para conocer los efectos que tienen estos metales en el medio ambiente, no sólo es necesario conocer las concentraciones totales de los elementos, sino que también la forma química en que se encuentran (especiación). Es sabido que las distintas especies químicas en las que puede presentar un mismo elemento tienen diferente movilidad, solubilidad y, en consecuencia, toxicidad. Para su análisis es muy frecuente el empleo métodos de extracción secuencial. En especial para Chile, que es un país minero, conocer la forma química en que se encuentran los metales pesados adquiere relevancia debido a que de esta forma se pueden predecir los impactos ambientales que pueden tener los metales de sitios contaminados. Sin embargo, existen pocos estudios sobre la especiación de los metales. El objetivo de este trabajo es analizar la situación actual de los métodos de extracción secuencial y técnicas de análisis para el estudio de liberación de metales pesados y metaloides, además de analizar estudios actuales que utilicen estos métodos en diferentes matrices (suelos, sedimentos) con el fin de determinar las limitaciones de los métodos. Para la recopilación de información sobre métodos de extracción secuencial se seleccionarán los estudios aplicados a suelos, suelos contaminados y sedimento. Esta búsqueda se realizó principalmente en fuentes primarias, como revistas científicas y libros. De la información recopilada, se revisaron los trabajos más recientes en cuanto a técnicas de análisis y extracción secuencial, para dilucidar la situación actual y determinar cuáles son los métodos más utilizados hoy en día. Para analizar las limitaciones de los métodos de extracción secuencial, se seleccionarán seis trabajos recientes, dos trabajos en los que se incluyen análisis de sedimentos y 4 para suelos de tal forma que utilicen diferentes métodos de extracción secuencial para poder realizar una comparación entre ellos. En los dos trabajos de suelos mineros analizados se obtienen resultados acordes al tipo de muestra ya que evidencian la contaminación antropogénica. En el caso de los sedimentos de río se observa una mayor contaminación en uno de los estudios, lo cual se evidencia en la asignación de código de evaluación se riesgo (RAC). Los trabajos de suelos agrícolas presentan también, resultados que dilucidan la contaminación antropogénica generada por actividades agrícolas. Además, existen estudios que evidencia una sobrestimación de los resultados obtenidos por estos métodos. De la revisión bibliográfica se concluyó que, dentro de los métodos de extracción secuencial los más utilizados en los últimos años son el propuesto por la Comisión Europea (BCR) y por Tessier y col. en 1979. El método de Tessier considera la extracción de 5 diferentes fracciones: intercambiable, carbonatada, unida a óxidos de hierro y manganeso, unida a materia orgánica y residual. El método BCR propone 3 etapas y recomienda realizar una cuarta conocida como residual, este método une las dos primeras fracciones del método de Tessier de tal forma que extrae la fracción intercambiable y la carbonatada en una misma etapa. El tipo de método a utilizar va a depender de la muestra en estudio, dado que se pueden necesitar modificaciones para extraer fracciones específicas no incluidas como, por ejemplo, óxidos de hierro cristalinos. Otro aspecto relevante es que solo el método BCR cuenta con materiales de referencia certificados, lo cual es una ventaja sobre el método de Tessier. Por otra parte, las técnicas de análisis más utilizadas son AAS y ICP-OES, la elección de la técnica a utilizar depende del límite de detección requerido y de las interferencias.
Heavy metals are found naturally as part of the earth crust and by the anthropogenic influence of activities such as mining. In order to know the effects that these metals have on the environment, in addition to knowing the total concentrations of the elements, it is also important to know the chemical form in which they are found (speciation). It is known that different chemical species of the same element have different mobility, solubility and toxicity. For this purpose, it is very common the used of sequential extraction procedures. Especially for Chile, a mining country, knowing the chemical species in which heavy metals are found becomes relevant due to is possible predicts the environmental impacts that may have contaminated the sites. However, there are few studies on the speciation of metals. The aim of this work is to discuss the current situation of the sequential extraction methods and the analysis techniques for the analysis of heavy metal and metalloid release. In addition, this approach aims to analyze actual studies that use these methods in different matrices (soils, sediments and contaminated soils) to determine the limitations of the methods. For gathering information on sequential extraction methods applied to studies soils, contaminated soil and sediment will be selected. This bibliographical research was carried out mainly in primary sources, such as scientific journals and books. From the information gathered, the most recent works were reviewed in terms of technical analysis and sequential extraction, to clarify the current situation and determine what methods are most commonly used today. In order to analyze the limitations of sequential extraction methods, six current investigations were studied, with two works per matrix in such a way that they use different sequential extraction methods in order to make a comparison between both. The studied works of mining soils shows results according to the type of sample (anthropogenic contamination). In the case of fluvial sediments, greater contamination is observed in one of the studies, which is evidenced in the risk assessment code (RAC). The agricultural land works also present results that elucidate the anthropogenic contamination generated by agricultural activities. In addition, there are studies that show an overestimation of the results obtained by these methods. From the bibliographical research it was concluded that, within the sequential extraction methods, the most used in recent years are the proposed by the European Commission (BCR) and by Tessier et al. in 1979. The Tessier method extracts 5 different fractions: interchangeable, carbonated, bonded to iron and manganese oxides, bonded to organic matter and residual. The BCR method proposes 3 stages and recommends a fourth known as residual, this method joins together the first two fractions of the Tessier method in such a way that it extracts the interchangeable fraction and the carbonated fraction in the same stage. The selection of the method to be used will depend on the sample studied, since they may require modifications to extract specific fractions that are not contemplated, such as crystalline iron oxides. Another relevant aspect is that only the BCR method has certified reference materials, which is an advantage over the Tessier method. On the other hand, the most used analysis techniques are AAS and ICP-OES, the choice of technique to use depends on the detection limit required and the interferences.

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García, Aleix José Ricardo. "Evolución de la calidad del aire en el cluster cerámico de Castellón (y su relación con la actividad industrial). Origen y efectos de la contaminación por partículas en suspensión atmosférica." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2012. http://hdl.handle.net/10251/16545.

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Abstract:

Las partículas atmosféricas, que pueden provenir de fuentes naturales o antropogénicas, producen una serie de efectos negativos en la salud humana y en el medio ambiente, en el clima, en la visibilidad, en los materiales de las construcciones etc. En la provincia de Castellón, en un área de aproximadamente 300 Km2 se localizan más de 200 empresas relacionadas con el sector cerámico. Allí se concentra el 94 % de la producción cerámica española que supone el 43 % de la producción europea. Desde el año 2005 existe un convenio entre el Ayuntamiento de Alcora y la Universidad Jaume I de Castellón con el objetivo de realizar un seguimiento de la contaminación en su término municipal, estudiando la zona industrial y la zona urbana de la población. Este seguimiento se refiere tanto a los niveles de PM10 y de PM2,5 como a la composición química (contenido de níquel, cadmio, arsénico y plomo en PM10 y PM2,5 ) del material particulado muestreado. La experiencia y datos obtenidos a partir del citado convenio llevaron a plantear como tema central de este trabajo el estudio de los niveles de contaminación y la composición química en cuanto a elementos regulados (Ni, Cd, As y Pb) de las partículas atmosféricas en ambas zonas de Alcora, su evolución entre los años 2006 y 2010 y su correspondencia con los niveles medidos por la Conselleria en el resto de localidades del cluster cerámico en el mismo periodo estudiado, así como el grado de cumplimiento de la legislación. Además, se han seleccionado una serie de muestras en las zonas industrial y urbana de Alcora, PM10 y PM2,5, repartidas entre los años 2006 y 2010 y se han analizado determinando su composición química. La utilización de un modelo de receptor, análisis de componentes principales (PCA), a partir de los resultados de los análisis ha dado como resultado la identificación de las posibles fuentes, de origen natural y antropogénico. A partir de los datos horarios de PM10 y PM2,5 de las distintas estaciones que la Consel
García Aleix, JR. (2012). Evolución de la calidad del aire en el cluster cerámico de Castellón (y su relación con la actividad industrial). Origen y efectos de la contaminación por partículas en suspensión atmosférica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16545
Palancia

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Carmona, Ortiz Erico R. "Evaluación genotóxica de algunos metales pesados en Drosophila melanogaster mediante los ensayos SMART de alas y Cometa." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2009. http://hdl.handle.net/10803/3929.

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Abstract:

El presente estudio tiene como objetivo analizar la genotoxicidad de los metales mercurio, plomo y níquel en D. melanogaster. Para este propósito, se han utilizado y desarrollado dos ensayos in vivo: 1) el ensayo de mutación y recombinación somáticas (SMART) en alas de D. melanogaster; y 2) el ensayo del cometa en hemocitos de Drosophila.
Los resultados obtenidos con el ensayo SMART en alas de D. melanogaster indican que ninguno de los tres metales muestra una actividad genotóxica detectable. Sin embargo, al analizar la interacción de estos metales frente al daño genotóxico inducido por la radiación gamma, se observa que únicamente los compuestos de níquel muestran una interacción de tipo sinérgica, lo cual indicaría una interferencia con los mecanismos involucrados en la reparación. Por otro lado, los resultados obtenidos con el ensayo del cometa en hemocitos aislados de larvas previamente tratadas con metales, muestran un daño genético significativo con el metilmercurio, el nitrato de plomo y el sulfato de níquel, indicando una mayor sensibilidad de este ensayo en comparación con el ensayo SMART de alas.
Como conclusión final de este trabajo de tesis doctoral se desprende que la genotoxicidad de los metales pesados evaluados en D. melanogaster podría se considerada débil y dependiente de su formulación química.
The present study aims at analysing the genotoxicity of mercury, lead and nickel metals in D. Melanogaster. Two in vivo assays have been employed and developed in order to achieve this: 1) the somatic mutation and recombination test (SMART) in D. melanogaster wings, and, 2) the comet test in Drosophila haemocytes.
Our results with the SMART test in D. melanogaster indicate that none of the three metals show a detectable genotoxic activity. However, when analysing the interaction of these metals with the genotoxic damage induced by gamma irradiation, only nickel compounds show a synergic interaction, indicating an interference with the repair mechanisms. On the other hand, the results obtained in the comet assay with isolated haemocytes from larvae previously treated with the metals show a significant genetic damage under methylmercury, lead nitrate, and nickel sulphate, indicating that this test is more sensitive than the SMART assay.
Finally, through this doctoral dissertation we have been able to conclude that the genotoxicity of heavy metals on D. melanogaster can be considered weak and dependant of its chemical formulation.

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Pulcha, Villalobos Jorge Rolando, and Narva Michael Prince Valencia. "Evaluación de la degradación de contaminantes ecotóxicos de las aguas de residuales de la industria minera por medio de humedales artificiales." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.12404/14458.

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Manrique, Esquivel Cyntia Fiorela. "Efecto de la aplicación de estiércol de lombriz y CaCO3 en la biodisponibilidad de Pb, Cd y Cr en suelos agrícolas del distrito El Mantaro, Jauja." Bachelor's thesis, Universidad Continental, 2015. http://repositorio.continental.edu.pe/handle/continental/2890.

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Abstract:

La contaminación de los suelos agrícolas en el valle del Mantaro, está afectando a los diferentes cultivos, y requiere el análisis de técnicas alternativas para su remediación que sean factibles para los diferentes productores de nuestra zona. Durante el periodo de enero a marzo del año 2014, se instaló un experimento en el distrito El Mantaro, con los objetivos de (i) determinar el efecto de los niveles de estiércol de lombriz (EL) y CaCO3 en la biodisponibilidad de plomo (Pb), cadmio (Cd) y cromo (Cr) y en el crecimiento de la planta de maíz, en un suelo representativo del distrito, y (ii) determinar la correlación entre las enmiendas orgánicas e inorgánicas y la biodisponibilidad de plomo (Pb), cadmio (Cd) y cromo (Cr) en un suelo representativo del distrito El Mantaro. Los tratamientos fueron: EL (2%), EL (4%), CaCO3 (2%), CaCO3 (4%), EL (2%) + CaCO3(2%) y EL (4%) + CaCO3(4%), dispuestos en un Diseño Experimental Completamente al Azar con 7 tratamientos (incluyendo un testigo) y 3 repeticiones, utilizando el maíz (Zea mays) var. San Jerónimo, como planta indicadora. El suelo del experimento fue caracterizado en su capa superior, en sus propiedades físico-químicas antes de su instalación. Se evaluó el contenido total de plomo, cadmio y cromo en cada uno de los tratamientos así como altura de planta y peso de materia seca de la parte aérea del cultivo de maíz. Las conclusiones fueron: Los niveles de estiércol de lombriz y CaCO3 disminuyeron la biodisponibilidad de plomo y cadmio en el suelo del distrito El Mantaro. La biodisponibilidad de cromo total del suelo en el distrito de El Mantaro, no fue influenciada. El cultivo de maíz presentó diferencias estadísticas altamente significativas en el peso seco de la parte aérea debido a los tratamientos de enmiendas aplicadas al suelo. La altura de planta no presentó diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos. Se encontró regresión y correlación estadísticamente significativa entre las enmiendas orgánicas e inorgánicas aplicadas al suelo y el contenido de cadmio total en el suelo. La regresión y correlación entre los tratamientos aplicados y el contenido de plomo y cromo en el suelo no tuvieron significación estadística. El contenido de plomo en los tratamientos testigo y con 2% de CaCO3 no superaron los límites permisibles para el Estándar de Calidad Ambiental de suelos agrícolas de Perú y Canadá, pero si superaron los límites permisibles para el Estándar de Calidad Ambiental de Holanda. El contenido de cadmio en los siete tratamientos estudiados no superaron los límites permisibles establecidos en los Estándares de Calidad Ambiental de Perú, Canadá y Holanda. Los tratamientos de estiércol de lombriz y CaCO3 no superaron los Estándares de Calidad Ambiental de Canadá y Holanda.
Tesis

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Meza, Mendoza Patricia del Carmen. "Evaluación de hongos resistentes a Cr (VI) y Zn (II) y su capacidad de bioadsorción en solución acuosa, aislados de ambientes mineros cercanos al río Yauli, Junín." Bachelor's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2012. https://hdl.handle.net/20.500.12672/12138.

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Abstract:

El Perú ocupa un lugar importante en Latinoamérica y el mundo en la producción de minerales. La región Junín es una zona con gran actividad minera polimetálica pero también con una excesiva descarga de aguas ácidas que contaminan el ambiente. Ante este problema, el proceso de biosorción es propuesto como una alternativa prometedora para la eliminación de contaminantes. En el presente trabajo, se aislaron y seleccionaron hongos resistentes a Cr (VI) y Zn (II) de ambientes mineros cercanos al río Yauli-Junín, y se determinó su capacidad de bioadsorción por el método de la difenilcarbazida y espectrofotometría de absorción atómica (EAA). De un total de 46 cepas aisladas, los hongos Penicillium sp (M2S2) y Paecilomyces sp (M6A3), alcanzaron valores máximos de CMI de 1200mg/L y 4000mg/L para los metales Cr (VI) y Zn (II) respectivamente, mostrando una eficiente capacidad de bioadsorción en soluciones mono y bimetálicas. En soluciones monometálicas, se determinó una eficiencia de bioadsorción máxima de 88.89% para el metal Cr (VI) por el hongo Paecilomyces sp y 75.14% para el metal Zn (II) por el hongo Penicillium sp. La eficiencia de bioadsorción por el hongo Paecilomyces sp en soluciones bimetálicas fue mayor al 65% para ambos metales, siendo superior para el metal Zn (II) con un valor de 72.82%. La máxima eficiencia de bioadsorción para los metales Cr (VI) y Zn (II) fue alcanzada a las 48 horas, y en los tres tiempos evaluados se obtuvieron diferencias significativas (p<0.05).
Tesis

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Pérez, Pérez Luna Araceli. "Análisis del aporte de residuos mineros a suelos mediante estudio de caso en Punta del Cobre y consideraciones para la normativa vigente." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/159565.

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Abstract:

Geóloga
Según datos de SERNAGEOMIN, actualmente se producen más de un millón y medio de toneladas de depósitos de relaves al día; con un total de 740 catastrados en todo el país. Como resultado de procesos de erosión eólica y aluvial de relaves fuera de operación, puede ocurrir una dispersión de sedimentos desde los relaves hacia el entorno; los que usualmente tienen altas concentraciones de metales pesados. Considerando que en Chile se producen residuos mineros hace más de un siglo y que recién desde el año 2011 existe una ley que regula el cierre de faenas y operaciones mineras; los sedimentos que se dispersan por erosión superficial de residuos probablemente están presentes en la conformación de suelos cercanos. Junto con lo anterior, en Chile no existe una norma de calidad de suelos; solo existe una guía metodológica del Ministerio del Medio Ambiente para gestión de suelos con potencial presencia de contaminantes. Esta investigación tuvo como objetivo analizar el aporte de material de residuos mineros a suelos de dos predios agrícolas ubicados en el valle del río Copiapó, en la localidad de Punta del Cobre. Para ello, se realizó un análisis mineralógico mediante XRD y microscopía óptica: y un análisis estadístico y geoestadístico de datos geoquímicos obtenidos mediante digestión ácida y análisis elemental por ICP-MS. Los resultados indican que existe un aporte directo de 3 relaves que están contiguos a los predios, atribuido posiblemente a un transporte aluvial y eólico y a la rotura de una tubería de agua de procesos. Sin embargo, también se identificó una alta concentración de Hg que sobrepasa las concentraciones medidas en los relaves contiguos y en algunas rocas de la zona. Descartando otras fuentes de enriquecimiento tales como pesticidas y fertilizantes , se postula que el aporte de Hg provendría de la formación temprana de estos suelos, que corresponden esencialmente a fluvisoles; o a un aporte de fuentes lejanas aguas arriba del río Copiapó, donde existen residuos mineros con altas concentraciones de Hg. Estos resultados invitan a profundizar el entendimiento de la dinámica de suelos y resaltan la importancia de comprender el alcance de la dispersión de material de residuos mineros, lo cual debería ser considerado en el levantamiento de líneas base y normas de calidad. Además, se remarca la importancia de entender el suelo como una entidad dinámica, la cual necesita ser abordada de manera compleja y multidisciplinaria.

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Venegas, Sepúlveda Andrea. "Evaluación de la adición de materiales de origen orgánico para la remediación de suelos contaminados con metales pesados." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2015. http://hdl.handle.net/10803/292729.

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Abstract:

El objetivo general de la presente tesis fue la evaluación de la adición de enmiendas de origen orgánico para la inmovilización de metales pesados en suelos contaminados. Se caracterizaron ocho materiales: un compost generado a partir de residuos orgánicos municipales (MOW), un compost de origen doméstico (DOM), un material compostado producido con residuos sólidos urbanos (MSW), un material compuesto por residuos vegetales (GW), dos materiales derivados de la industria del aceite de oliva (OWH y OP) y dos biochars (BF y BS). Se determinaron propiedades relevantes para la disponibilidad de los metales pesados en suelos, como el pH, capacidad de neutralización ácida (ANC), contenido de materia orgánica en la fase sólida y en solución, etc. Además del análisis estructural (FTIR y 13C-NMR), se evaluó su capacidad de sorción de metales pesados (Cd, Cu, Ni, Pb y Zn), mediante la determinación del coeficiente de distribución sólido-líquido (Kd) a concentraciones crecientes de metal, y posterior ajuste de las isotermas de sorción a modelos de Freundlich y lineal. A partir de los resultados en cuanto a ANC, pH y capacidad de sorción, se seleccionaron MOW, GW, BF y BS como los materiales más idóneos para la inmovilización de metales pesados en suelos contaminados. Se evaluó la viabilidad del modelo NICA-Donnan para predecir las isotermas de sorción de algunos materiales orgánicos y de un suelo orgánico. Utilizando los parámetros de sorción genéricos, se observó que las isotermas de sorción predichas por el modelo para los materiales discreparon de los datos experimentales, con alguna excepción para el caso de Cu. Esta discrepancia fue atribuida a la baja concentración y al bajo grado de estabilización de las sustancias húmicas presentes los materiales. En cambio, las isotermas predichas para el suelo orgánico coincidieron con los datos experimentales, especialmente para Cd, Cu y Zn. El proceso de optimización para el suelo orgánico permitió obtener isotermas que se ajustaron de forma excelente con los datos experimentales y demostró que algunos parámetros variaron hasta dos órdenes de magnitud respecto a los valores genéricos iniciales. Los cuatro materiales seleccionados en la primera fase de la tesis fueron utilizados para enmendar cinco suelos contaminados de características contrastantes en cuanto a pH, ANC, carbono orgánico disuelto (DOC) y contenido total y extraíble de los metales. Se realizaron ensayos de lixiviación de metales en un amplio intervalo de pH. En paralelo, las mezclas también fueron caracterizadas en cuanto a pH, ANC y DOC. Las reducciones más importantes de metal extraíble se observaron en aquellos suelos con menor pH y ANC inicial, enmendados con materiales de elevada ANC y pH. En algunos casos, se observó el posible rol adicional del aumento de la capacidad de sorción sobre la disminución de la lixiviación producto de la adición de enmiendas. Finalmente, se evaluó la estabilidad de las enmiendas una vez adicionadas a los suelos contaminados. Se prepararon mezclas con tres suelos contaminados y tres enmiendas. Las muestras se sometieron a ciclos de secado y mojado sucesivos para acelerar el envejecimiento. Durante el tiempo de envejecimiento se determinaron las propiedades fisicoquímicas relevantes de las muestras, tales como pH, ANC, DOC y capacidad de sorción. El proceso de envejecimiento no comportó cambios significativos en ninguna de las propiedades clave de la interacción suelo/enmienda-metal. El mayor efecto en la inmovilización de metales se produjo inmediatamente después de la adición de las enmiendas y se mantuvo hasta el final de experimento. De este modo, el efecto de las enmiendas sobre las propiedades fisicoquímicas y la lixiviación de metales en los suelos fue persistente en el tiempo.
The aim of this work was the evaluation of the addition of organic wastes and biochars for the immobilisation of heavy metals in contaminated soils. Eight materials were tested: a compost derived from organic waste (MOW), a compost derived from food leftovers (DOM), a compost derived from municipal solid waste (MSW), a green waste material (GW), two biochars (BF and BS) and two by-products from the olive oil industry (OP and OWH). Key physicochemical properties for the immobilisation of heavy metals were evaluated, such as pH, ANC, TOC and DOC. The sorption capacity of metals (Cd, Cu, Ni, Pb and Zn) was evaluated by means of the determination of the solid-liquid distribution coefficient (Kd). The obtained isotherms were fitted to Freundlich and linear models. From pH, ANC and sorption capacity results, MOW, GW, BF and BS were selected as the best materials for the immobilisation of heavy metals in contaminated soils. The viability of NICA-Donnan model for the prediction of sorption isotherms for some of the tested materials and an organic soil was evaluated. Sorption isotherms calculated from the generic parameter set of the model were in disagreement with respect to materials. This disagreement was related to the low organic matter content and low stabilization of organic matter in the materials. On the other hand, predicted isotherms for the organic soil were in agreement with experimental data, especially for Cd, Cu and Zn. Parameter optimisation for the organic soil resulted in sorption isotherms that accurately fitted to experiment, with some parameters that differed up to two orders of magnitude from generic parameters. Four materials were employed to amend five contaminated soils with differing physicochemical properties in terms of pH, ANC, DOC, total and water soluble metal content. Leaching experiments were performed on the mixtures in a broad pH range. Samples were also characterized with respect to pH, ANC and DOC. Most important reductions in metal leaching were observed in soils with low pH and ANC amended with materials with high pH and ANC. In some cases, the effect of sorption capacity on the reduction of metal leaching was also observed. Finally, the stability of amendments was evaluated in soil+amendment mixtures by means of drying-wetting cycles to accelerate aging. Relevant physicochemical properties remained constant until the end of the experiment. The largest effect on metal immobilization was observed immediately after amendment addition, while the effect of aging was minor. In this way, tested amendments have proven to be stable during aging period.

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Maldonado, Vera Mónica Alejandra. "Contenido de nutrientes y metales pesados en suelos acondicionados con biosólidos, en experiencia de terreno y de laboratorio." Tesis, Universidad de Chile, 2006. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/105579.

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Romero, Arribasplata Maggy Belén, and Thais Sebastian Cossi Bravo. "Estudio del potencial de acumulación de metales pesados de plantas nativas peruanas para la fitorremediación de pasivos mineros." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.12404/19519.

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Abstract:

Las actividades mineras tienen una gran participación en la economía del país, y su presencia en diferentes regiones es histórica. Sin embargo, el impacto generado por minas abandonadas o el mal manejo de relaves han generado pasivos ambientales mineros (PAM), los cuales pueden producir un impacto en el medioambiente. En la búsqueda de soluciones sostenibles a largo plazo y más económicas que las usadas por la industria, la Fitorremediación se presenta como una alternativa investigada ampliamente en otros países, ya que permite hacer uso de especies vegetales para la acumulación de metales pesados. Es por ello que el presente trabajo tiene como objetivo analizar el potencial de plantas nativas como el Ichu y Cortadera, para la absorción de metales pesados de PAM. Para tal fin, se recolectan muestras de estas especies y de suelos de zonas específicas de la provincia de Hualgayoc, Cajamarca. A partir de eso, se construyen celdas a escala de laboratorio, en donde se siembran las plantas sobre las muestras de suelo. Una vez terminado el ciclo de 8 meses, se procede a retirar las especies y determinar las concentraciones finales de los metales pesados en la raíz y en las partes aéreas de la planta. En base a la información recopilada y al análisis realizado se concluye que las plantas presentan diferentes capacidades de acumulación de metales, siendo el Fe el que presenta la mayor absorción, seguido principalmente por el Cu y Zn, y en menor cantidad el Cd, Pb y Cr. De igual manera, se determina que la eficiencia de la remoción se incrementa cuando las plantas se exponen a suelos con pH menores a 7, a pesar de que la capacidad de absorción en las partes aéreas disminuye. En general, se aprecia que las plantas nativas son propicias para continuar con más investigaciones y con un proceso de Fitorremediación de PAM a mayor escala.

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Ramos, Guivar Juan Adrián. "Híbridos de nanopartículas magnéticas funcionalizadas con diferentes agentes para la adsorción y remoción de metales pesados del agua." Doctoral thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018. https://hdl.handle.net/20.500.12672/8487.

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Abstract:

El documento digital no refiere asesor
La investigación está basada en dos objetivos principales. El primero consiste en la comprension de la síntesis, funcionalizacion y explicación de los mécanismos de adsorcion que gobiernan en los sistemas conformados por nanopartículas (Nps) magnéticas, especialmente en nanopartículas de maghemita. Por lo cual, se ha usado la ruta de co-precipitacion química, debido a que es una ruta confiable y adecuada para aplicaciones en temas de remediación ambiental y del agua; ya que, la misma produce cantidades adecuadas en terminos de masa, es decir que es una ruta escalable. Además, las muestras estudiadas han sido caracterizadas de forma exhaustiva por el autor con el objetivo de estudiar en detalle las propiedades físico-químicas. Entre los resultados más sobresalientes, la formación de una fase poco común de maghemita con vacancias ordenadas usando ácido cítrico fue alcanzada, dicha fase no fue modificada cuando se coloco inmersa en una matriz de hidroxiapatita con el objetivo de lograr la funcionalización. Una investigación detallada usando los métodos de Le-Bail, espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) y Mossbauer mostraron que un ambiente hidratado formado por una interface de Fe-citrato jugo un rol significante en el mecanismo de funcionalización del nanocomposito, el cual adsorbió casi todo el Cu(II) en solución y completamente el Pb(II) en solución en un tiempo menor a 7 h. Los efectos físicos superficiales presentes en algunas muestras, tales como el efecto de exchange bias (EB) y vidrio de espín (spin glass) fueron estudiados por magnetometría DC y AC, donde se demostró que los grupos carboxílicos del acido etilendiamino-tetraacético (EDTA) suprime el efecto de no colinealidad del espín y el comportamiento EB, este efecto también fue explicado debido a la formacion de una capa antiferromagnética (AFM) proveniente de un hidróxido de Fe conocido como lepidocrocita. Un procedimiento de ajuste Mossbauer a diferentes temperaturas para nanopartículas presentando efectos de relajación superparamagnética y excitaciones magnéticas colectivas es también discutido. El diámetro promedio de los nanosistemas, diez muestras en total, se encuentra en el rango entre 3 a 17 nm en tamaño, el cual fue estimado del refinamiento Rietveld e Imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión (MET). Las nanopartículas revelaron alta estabilidad coloidal, la cual fue cuantificada por las medidas de potencial zeta mostrando que la ruta de coprecipitación fue mejorada por la funcionalización de las nanopartículas magneticas. A su vez, se mostró que las nanopartículas adsorben cantidades significativas de cobre y plomo. Siendo el último totalmente adsorbido por las diez muestras sin y con funcionalización de los diferentes agentes. El segundo objetivo reside en el desarrollo de un protocolo fácil de manejar, que sea ambientalmente seguro y barato para la adsorción y remoción de arsénico del agua. Por lo cual Nps puras de maghemita y nanocompositos binarios y tenarios hechos de estas Nps con dióxido de titanio (TiO2) y óxido de grafeno (GO) fueron sintetizados, caracterizados y aplicados en la adsorción de las especies inorgánicas de As, arsenito, As(III) y arseniato, As(V) de un ambiente acuoso. Las nanopartículas de maghemita mostraron una alta capacidad maxima de adsorción con valor de 83 mg/g para As(III) y 90 mg/g para As(V). Por lo tanto, las nanopartículas por sí solas poseen una remarcable capacidad de adsorción. Estos valores fueron ligeramente modificados cuando el TiO2 fue adicionado y una alta mejora en la capacidad de adsorción fue observada cuando el GO actuó como soporte incrementando de un valor de 83 mg/g a 110 mg/g para As(III) y de 90 a 127 mg/g para As(V), respectivamente. Ademas, los nanocompositos fueron rápidamente colectados con ayuda de una magneto permanente de Neodimio (Nd) en menos de 10 min. La capacidad de adsorción en función del pH fue evaluada y ayudó a explicar los mecánismos de adsorción de As. Los límites de cuantificación poseen valores por debajo de los establecidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA). Finalmente, recomiendo estos prototipos como adsorbentes de bajo costo con excelentes propiedades adsorbativas para cobre, plomo y arsénico, los cuales son metales pesados tóxicos que se encuentran comúnmente en sistemas acuosos.
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Perú). Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt)
Tesis

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Juhera, Martí Eduard. "Desarrollo de sensores electroquímicos en estado sólido para la determinación de tritio y litio en metales fundidos." Doctoral thesis, Universitat Ramon Llull, 2019. http://hdl.handle.net/10803/668737.

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Abstract:

Degut a l’augment de la demanda energètica mundial durant els últims anys i a la perspectiva que aquesta creixi al futur, existeixen, des de fa anys, múltiples vies de recerca centrades en millorar i augmentar la generació d’energia. Una de les alternatives als combustibles fòssils i a les energies renovables és la energia nuclear. Aquest font energètica pot provenir de dos processos: fissió i fusió. Ambdós processos inclouen reaccions en les que intervenen els nuclis dels àtoms. L’energia de fusió nuclear és una opció eficient i neta que pot ser molt prometedora como a futura font energètica. Existeixen diversos projectes destinats al desenvolupament d’aquesta tecnologia. Un dels més importants és ITER, on hi participen múltiples països i organitzacions. Un dels reptes d’ITER és el desenvolupament de l’embolcall regenerador que se situarà al voltant del plasma del reactor. És en aquesta zona del reactor on es recol·lectaran els neutrons emesos a la reacció de fusió per aprofitar la seva energia. A més, és una peça clau per a poder regenerar un dels combustibles utilitzats durant la reacció, el triti, un isòtop de l’hidrogen que no es troba a la natura i que haurà de ser generat en continu “in-situ”. La monitorització continua del contingut de triti dins de l’embolcall regenerador serà vital per a poder assegurar l’abastiment de combustible al plasma. Per això, es necessitaran dispositius capaços de quantificar aquest isòtop en les condicions químiques i de temperatura que existiran dins de l’embolcall regenerador. Ja que actualment no existeix cap dispositiu comercial que sigui capaç de realitzar aquesta tasca, un dels objectius principals d’aquesta Tesi doctoral és el de desenvolupar una tecnologia que permeti obtenir sensors útils per a aquest fi. Els sensors desenvolupats en aquesta Tesi doctoral incorporen electròlits en estat sòlid conductors de protó. Aquests electròlits, que estan constituïts per ceràmiques, presenten aquest tipus de conducció iònica a alta temperatura. Encara que no s’han realitzar proves amb triti, els assajos realitzats amb hidrogen han permès demostrar la capacitat d’aquests dispositius com a eina de control. Per altra banda, a l’embolcall regenerador dels reactors de fusió nuclear, també serà important la monitorització del liti. El liti s’utilitzarà per a poder regenerar el triti necessari per generar energia, ja que mitjançant reaccions amb neutrons pot produir-se triti a partir de liti. Un altre dels reptes d’aquesta Tesi doctoral, doncs, és el de començar l’estudi de possible electròlits en estat sòlid conductors de liti. En aquest projecte s’han escollit diverses ceràmiques com a candidates per aquest fi. S’han sintetitzat, conformat i provat la seva resistència front a plom fos.
Debido al auge de la demanda energética mundial durante los últimos años y la perspectiva que esta demanda vaya en aumento en el futuro, existen, desde hace años, múltiples vías de investigación centradas en mejorar y aumentar la generación de energía. Una de las alternativas a los combustibles fósiles y a las energías renovables es la energía nuclear. Esta fuente energética se puede obtener por dos procesos: fisión y fusión. Ambos procesos incluyen reacciones en las que intervienen los núcleos de los átomos. La energía de fusión nuclear es una opción eficiente y limpia que puede ser muy prometedora como futura fuente energética. Existen varios proyectos dedicados al desarrollo de esta tecnología. Uno de los más importantes es ITER, con la participación de múltiples países y organizaciones. Uno de los retos de ITER es el desarrollo de la envoltura regeneradora que se encontrará alrededor del plasma del reactor. En esta zona del reactor es donde se recolectarán los neutrones emitidos en la reacción de fusión y se aprovechará su energía. Además, resulta una pieza clave para regenerar uno de los combustibles usados durante la reacción, el tritio, un isótopo del hidrógeno que no se encuentra en la naturaleza y que deberá ser generado en continuo “in-situ”. La monitorización continua del contenido de tritio dentro de la envoltura regeneradora será vital para poder asegurar el abastecimiento de combustible al plasma. Para ello, se necesitan dispositivos capaces de cuantificar este isótopo en las condiciones químicas y de temperatura que existirán en la envoltura regeneradora. Ya que actualmente no existe ningún dispositivo comercial capaz de realizar dicha tarea, uno de los objetivos principales de esta Tesis doctoral es el de desarrollar una tecnología que permita obtener sensores útiles para este fin. Los sensores desarrollados en esta Tesis doctoral constan de electrolitos en estado sólido conductores de protón. Estos electrolitos, constituidos por cerámica, presentan este tipo de conducción iónica a alta temperatura. Aunque no se han realizado pruebas con tritio, los ensayos realizados con hidrógeno han permitido demostrar la capacidad de estos dispositivos como herramienta de control. Por otro lado, en la envoltura regeneradora de los reactores de fusión nuclear, también será importante la monitorización de litio. El litio será usado para poder regenerar el tritio necesario para generar energía, ya que mediante reacciones con neutrones puede producirse tritio a partir del litio. Otro de los retos de esta Tesis doctoral, pues, es el de empezar el estudio de posibles electrolitos en estado sólido conductores de litio. En este proyecto se han elegido diversas cerámicas como candidatas a este fin. Se han sintetizado, conformado y se ha probado su resistencia frente a plomo fundido.
Due to the increase of global energetic demand in the recent years and the prospect that this demand will raise in the future, there have been, for many years, multiple research paths focused on improving and increasing the energy generation. One of the alternatives to fossil fuels and renewable energies is nuclear energy. This energetic source can be produced through two procedures: fission and fusion. Both procedures include reactions in which the nucleus of atoms are involved. Fusion nuclear energy is an efficient and clean option that can be very promising as a future energetic source. There are several projects focused on developing this technology, one of the most important projects is ITER, which involves many countries and organizations. One of ITER’s challenges is the development of the breeding blanket. This structure will be surrounding the plasma inside the reactor. In this area is where the energetic neutrons emitted by the fusion reaction will be captured. Its energy will be used, then, to generate electrical power. Apart from this, the breeding blanket is a crucial part in the tritium regenerating cycle. Tritium will be used as fuel in the fusion reaction, but as there are not enough natural tritium sources, it will have to be generated continuously “in-situ”. Tritium monitoring inside the breeding blanket will be vital to assure the continued fuel supply to the plasma. Because of that, the development of the devices able to quantify tritium under the chemical and temperature conditions inside the blanket is needed. As nowadays there are no commercial devices able to do that, one of the main objectives of this PhD project is to develop a technology which leads to build sensors with that functionality. The developed sensors during this project contain proton conducting solid state electrolytes. These electrolytes, made of ceramic, show ionic conductivity at high temperatures. Although no tritium has been used in any experiment, the conducted assays proved that the developed sensors can be used as a quantification tool. Lithium monitoring inside the breeding blanket will also be an important part during the fusion energy generation. Lithium will be used to regenerate tritium inside the reactor in order to continuously produce energy. Tritium generation will be accomplished by neutron reaction with lithium. Thus, the other challenge in this PhD project is to start the study of lithium conducting solid state electrolytes. Synthesis, conformation and resistance tests under molten lead have been performed to some electrolyte candidates.

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Borato, Carlos Eduardo. "Desenvolvimento de sensores poliméricos para detecção de metais pesados e avaliação da qualidade da água." Universidade de São Paulo, 2007. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-21052010-141032/.

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Abstract:

Línguas eletrônicas constituídas de filmes nanoestruturados depositados sobre eletrodos metálicos, e empregando a técnica de espectroscopia de impedância como princípio de detecção, vêm apresentando excelentes resultados para a diferenciação de substâncias que constituem os paladares básicos e na detecção de impurezas em amostras líquidas. A principal limitação para o uso comercial é a necessidade da substituição das unidades sensoriais do arranjo, que necessita de recalibração. Nesta tese introduzimos um novo arranjo de unidades sensoriais, constituídos de eletrodos de cromo eletrodepositados, que não necessitam de filmes finos. Usando arranjos de cinco ou dez unidades sensoriais nominalmente idênticas, obtivemos uma língua eletrônica capaz de detectar paladares básicos e íons de cobre em água em concentrações abaixo de 1μM. As diferenças nas respostas elétricas dos eletrodos são oriundas das diferenças na sua morfologia. A alta sensibilidade apresentada foi explorada na análise de vinhos e amostras de águas coletadas de vários rios e lagos. Similarmente às línguas eletrônicas com filmes nanoestruturados, o arranjo sensorial de eletrodos de cromo foi capaz de distinguir vinhos de uma mesma varietal e produtor, mas de diferentes safras, e de um mesmo produtor e safra, mas de diferentes varietais. Tentamos também melhorar o desempenho das línguas eletrônicas combinando unidades constituídas de filmes finos de quitosana e poli(o-etoxianilina). Apesar do interesse nas propriedades advindas da interação entre esses materiais, especialmente quando a quitosana foi utilizada na forma de nanopartículas, o desempenho foi similar ao da língua eletrônica contendo eletrodos de cromo sem filmes.
Electronic tongues based on nanostructured films and employing impedance spectroscopy as the principle of detection have proven excellent to distinguish between basic tastes and detect trace amounts of impurities in liquid samples. The main limitation for a commercial use, though, is the need to replace the sensing units of the sensor array, which requires recalibration, owing to the relatively poor stability of the nanostructured films. In this thesis we introduce a new arrangement for the sensing units, which are produced from electrodeposited chrome electrodes, with no need to adsorb an organic film. Using an array with 5 or 10 nominally identical chrome electrodes, we obtained an electronic tongue capable of detecting basic tastes and copper ions in water down to the 1μM level. The differences in electrical properties for the electrodes arose from differences in morphology. Furthermore, this high sensitivity could be exploited in the analysis of wines, and water samples collected from various rivers and lakes. Similarly to electronic tongues made with nanostructured films, the sensor array with electrodeposited chrome electrodes was capable of distinguishing wines from the same grape and producer, but different vintages, or from the same producer and vintage but different grapes. We also attempted to optimize the performance of electronic tongues by combining sensing units made of chitosan and poly(o-ethoxyaniline). In spite of the interesting properties deriving from the interaction between these components, especially when chitosan nanoparticles were used, the performance of the sensor array was similar to that of the electronic tongue obtained with bare chrome electrodes.

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Dissertations / Theses on the topic 'Sensores de metales pesados'

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