RELATÓRIO DE ACTIVIDADES – 2015 Nome: Joana Filipa de Paiva dos Santos Madureira Documento de identificação: Cartão do Cidadão Nº 12646825 Morada: Estrada dos Álamos, nº41, 1ºdto, 2810-144 Almada Bolsa: Bolsa de Investigação (Mestre) Início da bolsa: 1 de Junho de 2015 Fim da bolsa: 30 de Novembro de 2015 Projeto / Centro de custo: RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS (RD0261) / ARIAS (RECI) CR9310 Unidade: Campus Tecnológico e Nuclear Orientador científico: Sandra Cabo Verde O presente trabalho está inserido no âmbito do projecto RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS – “Aplicações da Radiação Ionizante para um Ambiente Sustentável (ARIAS)”.
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RELATÓRIO DE ACTIVIDADES – 2015
Nome: Joana Filipa de Paiva dos Santos Madureira
Documento de identificação: Cartão do Cidadão
Nº 12646825
Morada: Estrada dos Álamos, nº41, 1ºdto, 2810-144 Almada
Bolsa: Bolsa de Investigação (Mestre)
Início da bolsa: 1 de Junho de 2015
Fim da bolsa: 30 de Novembro de 2015
Projeto / Centro de custo: RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS (RD0261) / ARIAS (RECI) CR9310
Unidade: Campus Tecnológico e Nuclear
Orientador científico: Sandra Cabo Verde
O presente trabalho está inserido no âmbito do projecto RECI/AAG-TEC/0400/2012/ARIAS – “Aplicações da
Radiação Ionizante para um Ambiente Sustentável (ARIAS)”.
OBJECTIVOS PROPOSTOS:
o Continuar o estudo de degradação de ácidos fenólicos (antioxidantes) presentes nas águas
de cozedura de uma Indústria de Cortiça, através do tratamento com radiação gama.
Adicionalmente, identificar os seus produtos radiolíticos.
o Caracterizar a amostra real de água de cozedura de cortiça, particularmente a sua actividade
antioxidante, antes e após irradiação.
o Identificar os compostos presentes nas águas de cozedura de cortiça e os seus produtos
radiolíticos.
o Avaliar a toxicidade das águas de cozedura de cortiça através de ensaios de ecotoxicidade e
citotoxicidade, antes e após irradiação.
o Avaliar a viabilidade técnica destas metodologias para valorização das águas de cozedura da
Indústria da Cortiça.
METODOLOGIAS:
1. Continuação dos estudos de degradação de compostos fenólicos, utilizando soluções-padrão
de ácido gálico, ácido protocatecuico, ácido siríngico e ácido vanílico (isolados e em mistura).
Estes foram identificados em estudos elaborados pelo grupo como os principais compostos
fenólicos presentes nas águas de cozedura da cortiça. Estudar e identificar os produtos
radiolíticos resultantes do tratamento com radiação gama por Cromatografia Líquido de Alta
Eficiência (HPLC) e Cromatografia Líquida acoplada à Espectrometria de Massas (LC-ESI-MS,
LC-ESI-MS/MS).
2. Estudos analíticos de caracterização e identificação dos compostos fenólicos presentes em
amostras de águas de cozedura de cortiça, antes e após irradiação gama, utilizando HPLC e LC-
MS. Para este estudo, foram utilizados métodos de eluição optimizados.
3. Caracterização do potencial antioxidante da amostra de água de cozedura de cortiça,
recorrendo a ensaios com mecanismos de acção diferentes: Sequestro de radicais livres
(DPPH), Poder redutor e Inibição do branqueamento do β-caroteno.
4. Ensaios de ecotoxicidade e citotoxicidade das águas de cozedura de cortiça, antes e após
irradiação utilizando dois métodos: inibição do crescimento bacteriano e viabilidade de linhas
celulares in vitro.
As irradiações foram realizadas na fonte experimental de Cobalto-60, Precisa 22, localizada no
Centro de Ciências e Tecnologias Nucleares do IST, a um débito de dose de 1.6 kGy h-1. Para a
degradação dos compostos fenólicos e identificação dos seus produtos radiolíticos foram usadas
doses entre 10 e 50 kGy. Para a caracterização físico-química das amostras de água de cozedura de
cortiça e ensaios de toxicidade foram usadas doses entre 20 e 100 kGy. A identificação dos
compostos presentes nas águas de cozedura de cortiça e seus produtos radiolíticos, bem como a
avaliação do seu poder antioxidante, foi realizada usando doses entre 10 e 50 kGy.
RESULTADOS:
Na continuação do trabalho desenvolvido e para se confirmar e validar os resultados obtidos em
ensaios anteriores, foi efectuada uma nova caracterização físico-química das águas de cozedura de
cortiça. Determinou-se a Carência Química de Oxigénio (CQO) que mede a quantidade de matéria
orgânica presente na amostra, a Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO) que mede a quantidade de
oxigénio dissolvido consumida durante a decomposição aeróbia das substâncias presentes na
amostra, a quantidade de Sólidos Suspensos Totais (SST) e o conteúdo em compostos fenólicos (pelo
método de Folin-Ciocalteau). Nas Figuras 1, 2, 3 e 4 estão presentes os resultados obtidos para estes
parâmetros antes e após exposição a várias doses de radiação gama.
FIGURA 1 - Carência Química de Oxigénio das amostras de água de cozedura de cortiça antes e após o
tratamento a várias doses de radiação gama.
FIGURA 2 - Carência Bioquímica de Oxigénio das amostras de água de cozedura de cortiça antes e após o
tratamento a várias doses de radiação gama.
0,00
1000,00
2000,00
3000,00
4000,00C
QO
(m
gO2/
L)
Amostras de água de cozedura de cortiça
0 kGy 20 kGy 50 kGy 100 kGy
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
CB
O (
mgO
2/L)
Amostras de água de cozedura de cortiça
0 kGy 20 kGy 50 kGy 100 kGy
FIGURA 3 – Solidos Suspensos Totais das amostras de água de cozedura de cortiça antes e após o
tratamento a várias doses de radiação gama.
FIGURA 4 - Conteúdo em compostos fenólicos das amostras de água de cozedura de cortiça antes e após o
tratamento a várias doses de radiação gama.
0,00
40,00
80,00
120,00
160,00
200,00Só
lido
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sos
Tota
is (
mg/
L)
Amostras de água de cozedura de cortiça
0 kGy 20 kGy 50 kgy 100 kGy
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
Fen
ólic
os
Tota
is (
mg
EAG
/ L
)
Amostras de água de cozedura de cortiça
0 kGy 20 kGy 50 kGy 100 kGy
Pelos resultados obtidos, é possível concluir que a quantidade de matéria orgânica oxidável na água
de cozedura da cortiça aumenta aproximadamente 18% após exposição a uma dose de 20 kGy
(Figura 1). Este facto pode dever-se à degradação das moléculas maiores em outras mais pequenas
e que contribuem para este aumento. No entanto, para doses mais elevadas, este aumento não é
tão acentuado.
Por outro lado, é visível uma diminuição significativa dos valores de CBO, o que sugere uma
diminuição da matéria orgânica presente na amostra de cerca de 85% a 50 kGy (Figura 2).
Na Figura 3 pode-se observar uma diminuição de cerca de 22% na quantidade de sólidos suspensos
na amostra irradiada a 50 kGy quando comparada com a amostra não irradiada. Este resultado
corrobora os obtidos anteriormente, indicando que a radiação gama provoca um aumento da
quantidade de espécies químicas que são solúveis em água (aumenta o CQO).
Na Figura 4 estão representados os resultados obtidos para o conteúdo em fenólicos totais. Como
se pode observar, a radiação gama potencia o aumento da concentração destes compostos nas
amostras, o que se pode dever à degradação de moléculas maiores em outras mais pequenas.
Esta tendência nos parâmetros físico-químicos dos efluentes foi observada igualmente em trabalhos
anteriores do grupo para amostras de outras indústrias, nomeadamente suiniculturas e indústrias
de lacticínios, bem como em estudos realizados pela bolseira com o mesmo tipo de amostras
descrito aqui.
1. Estudos de degradação de compostos fenólicos e identificação dos seus produtos radiolíticos
No seguimento dos resultados obtidos anteriormente durante o período da bolsa, nomeadamente
na identificação dos ácidos fenólicos presentes nas águas de cozedura de cortiça, tornou-se
necessário perceber quais são os produtos radiolíticos através do estudo dos compostos padrão.
Além da identificação pretendia-se caracterizar toxicologicamente os produtos de degradação
destes compostos fenólicos. A degradação destes compostos padrão foi analisada por Cromatografia
Líquido de Alta Eficiência (HPLC). Os estudos de degradação iniciais foram realizados com soluções
aquosas dos compostos fenólicos isolados e em mistura.
As Figuras 5 e 6 apresentam a variação da concentração dos compostos fenólicos estudados, isolados
e em mistura, com a irradiação a doses incrementais de radiação gama.
FIGURA 5 - Variação da concentração dos compostos fenólicos estudados, isolados, com o tratamento por