JOAO CRISTIANO ULRICH

JOAO CRISTIANO ULRICH

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Carbon allocation of Spirodela polyrhiza under boron toxicity
2023 - PAGLIUSO, DEBORA; PEREIRA, JOAO P. de J.; ULRICH, JOAO C.; COTRIM, MARYCEL E.B.; BUCKERIDGE, MARCOS S.; GRANDIS, ADRIANA
Pectic polysaccharides containing apiose, xylose, and uronic acids are excellent candidates for boron fixation. Duckweeds are the fastest-growing angiosperms that can absorb diverse metals and contaminants from water and have high pectin content in their cell walls. Therefore, these plants can be considered excellent boron (B) accumulators. This work aimed to investigate the relationship between B assimilation capacity with apiose content in the cell wall of Spirodela polyrhiza subjected to different boric acid concentrations. Plants were grown for 7 and 10 days in ½ Schenck-Hildebrandt media supplemented with 0 to 56 mg B.L-1, the non-structural and structural carbohydrates, and related genes were evaluated. The results showed that B altered the morphology and carbohydrate composition of this species during plant development. The optimum B concentration (1.8 mg B.L-1) led to the highest relative growth and biomass accumulation, reduced starch, and high pectin and apiose contents, together with increased expression of UDP-apiose/UDP-xylose synthase (AXS) and 1,4-α-galacturonosyltransferase (GAUT). The toxic state (28 and 56 mg B.L-1) increased the hexose contents in the cell wall with a concomitant reduction of pectins, apiose, and growth. The pectin content of S. polyrhiza was strongly associated with its growth capacity and regulation of B content within the cells, which have AXS as an important regulator. These findings suggest that duckweeds are suitable for B remediation, and their biomass can be used for bioenergy production.
Adsorção em coluna de leito fixo com microesferas de alumina aplicadas no tratamento de efluente contendo metais pesados
2022 - MOREIRA, TATIANA M.; ULRICH, JOAO C.; GENOVA, LUIS A.
Metais pesados estão entre os poluentes mais danosos para o meio ambiente e para o ser humano. Estão presentes em diversos processos industriais, exigindo tratamentos mais eficientes para que os efluentes gerados estejam em níveis aceitáveis antes do descarte. A adsorção é uma técnica amplamente empregada por sua eficiência e baixo custo. Neste trabalho foram confeccionadas pelo método de gelificação interna, microesferas de alumina porosa, pura e dopada com sílica, visando a otimização do tratamento do efluente aquoso contendo Zn, Ni e Mn, proveniente do processo de fosfatização tricatiônica de carrocerias empregado na indústria automotiva. As microesferas calcinadas a 600ºC e 700°C foram caracterizadas quanto à distribuição de tamanhos, área de superfície específica (BET), adsorção gasosa (BJH), difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para o tratamento do efluente em coluna de leito fixo, preenchida com as microesferas, avaliou-se o efeito da vazão. A concentração dos metais pesados, ao longo dos ensaios, foi analisada por espectrometria de emissão ótica por plasma acoplado (ICP-OES). Como resultado, obteve-se mais de 90% de adsorção destes metais pesados, em regime de coluna de leito fixo, indicando alta eficiência das microesferas de alumina como adsorventes destes íons de metais pesados.
The Brumadinho mining disaster
2022 - BORDON, ISABELLA C.; LIMA, MARIANA; ABESSA, DENIS M.S.; FAVARO, DEBORAH I.T.; SILVA, PAULO S.C. da; COTRIM, MARYCEL E.B.; ULRICH, JOAO C.; TAKAHASHI, CAMILA K.; SILVA, JOSE R.M.C. da
The rupture of the Córrego do Feijão Dam close to Brumadinho municipality is one of the recent and most devastating environmental disaster in Brazil. This study aims to report the results of metal determinations and acute toxicity assays of mining tailing samples collected 5 days after the dam rupture. Concentrations of As, Cu and Ni in site 1 (close to the dam); concentrations of Cu, Zn and Pb in site 2 (Solo Sagrado) and As, Cd and Cr in the three replicates of site 3 (Mario Campos municipality) were higher than TEL reference value. The Cd concentration in of site 1, and As, Cd and Ni concentrations in of site 2 were higher than the PEL reference value, indicating effective effects of these metals to biota. Corroborating with previous studies, the Uranium contamination was detected close to Solo Sagrado. However, the evaluation of radionuclides came to the absence of relevant radioactivity. Regarding the ecotoxicological assays, survivor percentages of Daphnia similis were lower than the lab control in sites 2 and 3. Thus, results support concerns regarding environmental recovery, which can take years to occur. Monitoring of biota, abiotic and physical-chemical parameters should be performed continually.
Produção de microesferas porosas a base de alumina para adsorção de metais pesados em coluna de leito fixo
2022 - MOREIRA, T.M.; ULRICH, J.C.; SILVA, G.P. da; CRUZ, P.d. da; FAVERO, S.L.; GENOVA, L.A.
Metais pesados estão entre os poluentes mais danosos para o meio ambiente, e em particular para o ser humano. Estão presentes em diversas atividades industriais, exigindo processos cada vez mais eficientes para a redução de sua concentração em efluentes, a níveis aceitáveis antes do descarte. A adsorção é um dos métodos mais empregados para este tratamento, por sua simplicidade, eficiência e baixo custo. Aluminas de transição estão entre os principais adsorventes empregados no tratamento de efluentes contendo metais pesados. Sua estabilidade mecânica e inércia química, unidas ao seu caráter anfotérico, sua alta área de superfície específica e porosidade justificam esta ampla aplicação. Neste trabalho foram confeccionadas, pelo método de gelificação interna, microesferas de alumina pura e dopada com diferentes teores de silício e de ferro, com características controladas, como tamanho, porosidade, superfície específica, e fase cristalina. Com estas microesferas (de tamanho médio de 0,3 mm) foram realizados ensaios de adsorção em batelada e em coluna de leito fixo, variando-se alguns parâmetros de processo, visando a otimização do tratamento do efluente aquoso contendo Zn, Ni e Mn, proveniente do processo de fosfatização tricatiônica de carrocerias empregado na indústria automotiva e de eletrodomésticos. Microesferas calcinadas a 600ºC e 700°C foram caracterizadas quanto à distribuição de tamanhos, área de superfície específica (BET), adsorção gasosa (BJH), difração de raios X (DRX) e microscopia ótica e eletrônica de varredura. Nos ensaios em batelada variou-se o tempo de contato, a temperatura e a relação em massa microesferas/efluente. Já para o tratamento do efluente em coluna de leito fixo, preenchida com as microesferas, avaliou-se o efeito da vazão do efluente. A concentração dos metais pesados foi analisada por espectrometria de emissão ótica por plasma acoplado (ICP-OES). Foram determinadas as curvas de ruptura com a variação dos parâmetros do processo, de modo a se poder otimizar a metodologia do tratamento do efluente. Apesar de interferir na superfície específica, porosidade e fases de transição presentes, a temperatura de calcinação, nas condições avaliadas, não promoveu mudanças significativas na capacidade de adsorção da alumina para os metais pesados analisados. A dopagem com silício, nas condições estudadas, também não interferiu na capacidade de adsorção da alumina. Ainda assim obteve-se mais de 80% de adsorção destes metais pesados, tanto no regime de batelada quanto no de coluna de leito fixo. Já a dopagem com Fe promoveu significativo aumento na capacidade de adsorção da alumina (acima de 90%), indicando alta eficiência destas microesferas como adsorventes destes metais pesados.
Quantitative analysis of minor and trace elements in blood serum of dairy cattle (Bos taurus) by WDXRF
2022 - GAETA, N.C.; CARVALHO, D.U.O.G.; ALEMAN, M.A.R.; CARVALHO, J.S.; CEDRAZ, P.P.; ULRICH, J.C.; JOVANE, L.; GREGORY, L.; SCAPIN, M.A.
Assessment of heavy metal content in biological fluids is essential to determine human and animal health due to exposure to contaminated environments, food and water. WDXRF is a non-destructive method that involves no chemical treatments. It is possible to perform fast chemical analysis without producing hazardous waste and uses a small sample volume (± 50 μL), which is helpful for veterinary usage. Therefore, this work aimed to implement an alternative method for minor and trace elements in blood serum samples of dairy cattle (Bos taurus) using WDXRF. It was implemented to determine Al, Cr, Co, Fe, Cu, and As. The method was evaluated by comparing WDXRF and ICP-OES results of a set of 14 blood serum samples of dairy cattle using principal component analysis (PCA). Results of WDXRF and ICP-OES were statistically equivalent to all analyzed elements, except for Fe and Al, which were still comparable. WDXRF proved to be a suitable alternative methodology for heavy metal detection in animal blood serum samples due to the low sample volume. The results of this study enable a new and fast method for veterinary internal medicine, which detects elevated levels of toxic elements in animal blood samples to ensure the correct protocols to prevent the animal's death.
Quantitative analysis of minor and trace elements in blood serum of dairy cattle (Bos taurus) by WDXRF
2021 - GAETA, N.C.; CARVALHO, D.U.O.G.; ALEMAN, M.A.R.; CARVALHO, J.S.; CEDRAZ, P.P.; ULRICH, J.C.; JOVANE, L.; GREGORY, L.; SCAPIN, M.A.
Assessment of Ra-226, Ra-228, Pb-210 and Po-210 activity concentrations and inorganic chemistry composition of the mineral waters of Amparo, SP
2019 - CARMO, AMANDA P.; SANTOS, THIAGO O.; DAMATTO, SANDRA R.; ULRICH, JOÃO C.
Significant concentrations of natural radionuclides dissolved can be found in mineral water springs, mainly radionuclides from the 238U and 232Th decay series that are used worldwide due to its therapeutic properties. The estimation of possible adverse effects on human health due to the ingestion or inhalation of radioactive substances present in these waters is a relevant factor in the context of Radiological Protection. The objective of this work was to evaluate the activity concentrations of the radionuclides 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po in the mineral water springs of the city of Amparo in the seasons of summer, autumn, winter and spring of 2018 and the committed effective doses due to the consumption of these waters, and as well as, characterize its chemical composition. The city of Amparo has 11 springs distributed in many places of the city and belongs to the Paulista Water Circuit. The highest activity concentrations were obtained for the radionuclides 228Ra and 210Po and consequently the highest committed effective dose. Among the chemical elements analyzed, Al, Mn, and Pb presented the highest concentrations in all the mineral water springs.
Natural radionuclides 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po and inorganic chemical elements determined in mineral waters from Águas de Contendas and Lambari, Brazil
2020 - WAKASUGI, DENISE S.M.; DAMATTO, SANDRA R.; ULRICH, JOAO C.
Natural radionuclides 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po activity concentrations and the inorganic chemical composition were determined in radioactive mineral water springs from the Water Parks of Águas de Contendas and Lambari, located in the Water Circuit of the state of Minas Gerais, Brazil. Radionuclides were determined by gross alpha and beta measurements and alpha spectrometry, and the chemical elements by ICP-OES. Among the radionuclides analyzed, the highest activity concentrations obtained were for 226Ra and 228Ra and the chemical elements Ca, Fe and Na presented higher values of concentrations. Pearson’s correlation coefficient analysis was performed to verify the correlation between natural radionuclides and the chemical elements.
Avaliação de metais tóxicos de alfaces cultivadas em horta urbana na cidade de São Paulo, São Paulo
2019 - BORTOLETTO, LUIZ A.; LIMA, ERICO da S.; FAVARO, DEBORAH I.T.; ULRICH, JOAO C.; SOUZA, VANESSA A.F. de; COTRIM, MARYCEL E.B.; BEZERRA, FERNANDA de C.
As hortas urbanas trazem benefícios alimentares e sociais, mas os poluentes atmosféricos são nocivos à saúde. Então, surge a questão: os alimentos das hortas urbanas são seguros? Para investigar, neste estudo utilizou-se a alface crespa, a mais consumida em São Paulo e bioindicadora de metais tóxicos. A pesquisa ocorreu de agosto a outubro de 2018, em horta urbana no telhado de um grande shopping da cidade de São Paulo, cercado de intenso tráfego de veículos. Utilizaram-se dois tratamentos, cultivo a céu aberto (T1) e cultivo em estufa com controle de ar (T2), com nove repetições cada. Após 60 dias, quantificaram-se as concentrações médias, nas amostras, dos elementos arsênio (As), cádmio (Cd), cromo (Cr), chumbo (Pb) e zinco (Zn), que não ultrapassaram os limites máximos preconizados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Concluiu-se que as alfaces não oferecem riscos à saúde humana, e o tratamento T2 reduziu o teor de Zn na alface (p<0,05).
Method development and validation for simultaneous determination of IEA-R1 reactor’s pool water uranium and silicon content by ICP OES
2018 - ULRICH, J.C.; GUILHEN, S.N.; COTRIM, M.E.B.; PIRES, M.A.F.
IPEN’s research reactor, IEA-R1, an open pool type research reactor moderated and cooled by light water. High quality water is a key factor in preventing the corrosion of the spent fuel stored in the pool. Leaching of radionuclides from the corroded fuel cladding may be prevented by an efficient water treatment and purification system. However, as a safety management policy, IPEN has adopted a water chemistry control which periodically monitors the levels of uranium (U) and silicon (Si) in the pool’s reactor, since IEA-R1 employs U3Si2-Al dispersion fuel. An analytical method was developed and validated for the determination of uranium and silicon by ICP OES. This work describes the validation process, in a context of quality assurance, including the parameters selectivity, linearity, quantification limit, precision and recovery.