00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Tese
Título: Monitoramento ambiental de espécies de Hg na laguna Mundaú (Alagoas, Brasil) e avaliação do potencial de nanopartículas de selênio (SeNPs) como inibidoras de urease para produção de fertilizantes de eficiência aumentada
Autor(es): Costa, Aryanna Sany Pinto Nogueira
Primeiro Orientador: Anunciação, Daniela Santos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Josué Carinhanha Caldas
metadata.dc.contributor.referee1: Leite, Ana Catarina Rezende
metadata.dc.contributor.referee2: Botero, Wander Gustavo
metadata.dc.contributor.referee3: Silva, Cleiton Moreira da
metadata.dc.contributor.referee4: Guarieiro, Lílian Lefol Nani
Resumo: O crescimento desordenado da urbanização é uma megatendência que reflete em aspectos como a busca por maior produção de alimentos, que ainda não vem sendo suficiente para atender de forma satisfatória à população mundial, contribuindo para desigualdade social, insegurança alimentar e processos de poluição ambiental como as perdas de nitrogênio (N) por volatilização, e o aumento de atividades antropogênicas que vem provocando processos de deterioração aos diferentes mpartimentos ambientais, entre estes encontra-se a contaminação por elementos potencialmente tóxicos como o mercúrio (Hg). Com isso, estudos na área de ambiental é uma necessidade atual e de caráter urgente. O presente trabalho desenvolveu um estudo em escala laboratorial para avaliar o potencial das SeNPs e SeCuNPs como inibidores de urease Jack bean (Canavalia ensiformis), bem como, o monitoramento de Hg total, Hg inorgânico (HgI) e por diferença estimar Hg orgânico (HgO) em amostras de água do Complexo Estuarino Lagunar Mundaú Manguaba (CELMM). Para avaliar o potencial inibitório das NPs, realizou-se um screening com diferentes concentrações (0,01 a 5000 μg L-1) de SeNPs e SeCuNPs frente à urease para a determinação do IC50 onde obteve-se um valor de 5880 ± 570 e 0,83 ± 0,05 μg L1, respectivamente. Utilizou-se os inibidores clássicos NBPT (159 ± 2 μg L-1) e Hidroxiureia (298 ± 4 μg L-1) para fim de comparação. Para avaliação do efeito da matéria orgânica frente à urease, empregou-se substâncias húmicas (SH) a 100 mg L-1e os novos valores de IC50 para SeNPs, SeCuNPs, NBP e HU foram 4870 ± 130, 890 ± 10, 1670 ± 80 e 5610 ± 90 mg L-1, respectivamente. Os estudos cinéticos demonstram que ambas NPs possuem tipo de inibição misto, sendo as SeNPs possuem maior afinidade pela enzima livre (KI = 0,23 ± 0,02 e KI’ = 0,57 ± 0,07 μg L-1) e as SeCuNPs possuem maior afinidade pelo complexo enzima-substrato (KI = 2,90 ± 0,04 e KI’ = 0,52 ± 0,03 μg L-1). Por fim, utilizou-se quatro amostras de solo com diferentes características físico-químicas para avaliar o efeito das NPs e do NBPT na inibição das ureases presentes nestes solos e, de modo geral, as NPs possuíram percentuais inibitórios comparáveis aos valores do NBPT para todos os solos. Em relação aos resultados das análises de água no CELMM, a concentração (μg L-1) média de Hg total, HgI e HgO, respectivamente, foram de: amostragem 1 (1,97; 0,37 e 1,60), amostragem 2 (2,31; 0,42 e 1,90), amostragem 3 (0,63; 0,07 e 0,58), amostragem 4 (0,29; 0,014 e 0,025), amostragem 5 (0,079; 0,017 e 0,026), amostragem 6 (0,24; ND, 0,24) e amostragem 7 (0,15; ND e 0,15). Grande parte desses resultados, possuem valor superior ao permitido pela legislação brasileira vigente de 0,02 g L1(CONAMA 357/05) e comparando esses resultados com o trabalho de Silva e col. (2021), onde os autores determinaram a concentração de Hg total em amostras de água do CELMM analisadas em 2017, nos últimos quatro anos, houve um aumento de até 150 vezes da concentração de Hg total. De forma ainda mais alarmante, HgO foi a fração majoritária determinada, sendo essa a forma de maior toxicidade. Diante dos resultados obtidos, para o estudo de inibição da urease pelas NPs, pode-se inferir que as SeNPs demonstrou ser um nanomaterial promissor para o desenvolvimento de fertilizantes de eficiência aumentada. Com base nos resultados obtidos no estudo de monitoramento do CELMM, pode-se afirmar que necessita-se de políticas públicas de caráter emergencial, para que junto com a comunidade científica e local, possam desenvolver alternativas para remediar essa problemática.
Abstract: The disordered growth of urbanisation is a megatrend that is reflected in aspects such as the search for greater food production, which is still not enough to satisfactorily serve the world's population, ontributing to social inequality, food insecurity and environmental pollution processes such as nitrogen (N) losses through volatilisation, and the increase in anthropogenic activities that have caused deterioration processes in the different environmental compartments, including contamination by potentially toxic elements such as mercury (Hg). Studies in the environmental field are therefore urgently needed. The present work developed a laboratory scale study to evaluate the potential of SeNPs and SeCuNPs as inhibitors of Jack bean (Canavalia ensiformis) urease, as well as monitoring total Hg, inorganic Hg (HgI) and by difference estimating organic Hg (HgO) in water samples from the Mundaú Manguaba Estuarine Lagoon Complex (CELMM). In order to assess the inhibitory potential of the NPs, a screening was carried out with different concentrations (0.01 to 5000 μg L-1) of SeNPs and SeCuNPs against urease to determine the IC50, where a value of 5880 ± 570 and 0.83 ± 0.05 μg L-1 was obtained, respectively. The classic inhibitors NBPT (159 ± 2 μg L-1) and Hydroxyurea (298 ± 4 μg L-1) were used for comparison. To evaluate the effect of organic matter on urease, humic substances (HS) were used at 100 mg L-1and the new IC50 values for SeNPs, SeCuNPs, NBP and HU were 4870 ± 130, 890 ± 10, 1670 ± 80 and 5610 ± 90 mg L-1 , respectively. The kinetic studies show that both NPs have a mixed type of inhibition, with SeNPs having a greater affinity for the free enzyme (KI = 0.23 ± 0.02 and KI‘ = 0.57 ± 0.07 μg L -1) and SeCuNPs having a greater affinity for the enzyme-substrate complex (KI = 2.90 ± 0.04 and KI’ = 0.52 ± 0.03 μg L-1). Finally, four soil samples with different physico-chemical characteristics were used to evaluate the effect of NPs and NBPT on the inhibition of ureases present in these soils and, in general, the NPs showed inhibitory percentages comparable to the NBPT values for all the soils. With regard to the results of the water analyses in the CELMM, the average concentration (μg L-1 ) of total Hg, HgI and HgO, respectively, were: sample 1 (1.97, 0.37 and 1. 60.00), sample 2 (2.31, 0.42 and 1.90), sample 3 (0.63, 0.07 and 0.58), sample 4 (0.29; 0.014 e 0.025), sample 5 (0.079; 0.017 e 0.026), sample 6 (0.24; ND, 0.24) and sample 7 (0.15; ND e 0.15). Most of these results are higher than the 0.02 μg L-1allowed by current Brazilian legislation (CONAMA 357/05) and comparing these results with the work of Silva et al. (2021), where the authors determined the concentration of total Hg in water samples from the CELMM analyzed in 2017, in the last four years there has been an increase of up to 150 times in the concentration of total Hg. Even more alarmingly, HgO was the majority fraction determined, and this is the most toxic form. Given the results obtained for the study of urease inhibition by NPs, it can be inferred that SeNPs proved to be a promising nanomaterial for the development of fertilisers with increased efficiency. Based on the results obtained in the CELMM monitoring study, it can be said that emergency public policies are needed so that, together with the scientific and local community, alternatives can be developed to remedy this problem.
Palavras-chave: Poluição
Mercúrio -Toxicidade
Agricultura
Fertilizante inteligente
Sustentabilidade
Nanotecnologia
Pollution
Mercury -Toxicity
Agriculture
Smart Fertilizer
Sustainability
Nanotechnology
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia
Citação: COSTA, Aryanna Sany Pinto Nogueira. Monitoramento ambiental de espécies de Hg na laguna Mundaú (Alagoas, Brasil) e avaliação do potencial de nanopartículas de selênio (SeNPs) como inibidoras de urease para produção de fertilizantes de eficiência aumentada. 2025. 95 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Universidade Federal de Alagoas. Instituto de Química e Biotecnologia. Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia. Maceió, 2024
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/16861
Data do documento: 28-jun-2024
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