Toxicología ambiental y analítica

El arsénico, un metaloide venenoso, es omnipresente en el medio ambiente y afecta a casi todos los sistemas orgánicos de los animales, incluidos los humanos. El presente estudio se realizó para comprender el papel protector de la quercetina, un flavonoide natural, sobre el daño oxidativo inducido por arsénico en el cerebro de ratas. Cuarenta ratas Sprague Dawley macho, de entre 7 y 8 semanas de edad y con un peso de 150-200 g, se dividieron en cuatro grupos, a saber: control normal, tratado con arsénico, tratado con quercetina y tratado con arsénico + quercetina. Las ratas del grupo de control normal recibieron comida y agua potable normales. Las ratas del grupo tratado con arsénico recibieron arsénico diariamente en forma de arsenito de sodio (NaAsO2) en el agua potable a una dosis de 100 mg/l. Las ratas del grupo tratado con quercetina recibieron quercetina, disuelta en agua destilada, por vía oral todos los días a través de una sonda de intubación a una dosis de 50 mg/kg de peso corporal. A las ratas del grupo tratado con arsénico y quercetina se les administró arsénico y quercetina de manera similar a como se les administró a las ratas pertenecientes al grupo tratado con arsénico y quercetina. Después de 2 meses de tratamiento, se evaluó el estado de defensa antioxidante y los cambios en la histoarquitectura cerebral. Se observó un aumento significativo en los niveles de peroxidación lipídica y una disminución en los niveles de glutatión reducido en el cerebro de las ratas tratadas con arsénico, en comparación con los controles normales. Además, se detectó una disminución en las actividades de las enzimas de defensa antioxidante como la superóxido dismutasa, la glutatión peroxidasa, la glutatión-s-transferasa y la glutatión reductasa, así como la actividad de la enzima óxido nítrico sintasa en el grupo tratado con arsénico, que sin embargo se restauraron a niveles normales con el tratamiento simultáneo con quercetina. El tejido cerebral de las ratas tratadas con arsénico también mostró cambios a nivel de histoarquitectura que se normalizaron con el tratamiento simultáneo con quercetina. Por tanto, el estudio revela que la quercetina resultará beneficiosa para contener los efectos neurotóxicos del arsénico.

El dióxido de titanio dopado con magnesio (Mg+2-TiO2) con diferentes porcentajes de peso de magnesio (0,25 - 1,0 % en peso) se ha sintetizado mediante el método sol-gel y se ha caracterizado mediante métodos de difracción de rayos X (DRX), UV-visible, XPS, SEM y FT-IR. Los datos de XRD han mostrado una fase cristalina anatasa en catalizadores de Mg+2-TiO2, lo que indica que el Mg+2 no influyó en los patrones cristalinos del TiO2. El cambio de absorción debido a la presencia de iones Mg+2 en la estructura del TiO2 es significativo. La imagen SEM reveló que el catalizador dopado tiene un tamaño de partícula más pequeño y una mayor área de superficie que el TiO2 sin dopar. El estudio espectral FT-IR junto con XPS estableció la sustitución de Mg+2 en la red del TiO2. Se investigó la eficiencia fotocatalítica de los catalizadores sintetizados mediante la degradación fotocatalítica del colorante naranja de metilo (MO) bajo irradiación de luz visible y se descubrió que los catalizadores Mg+2-TiO2 poseen una mejor actividad catalítica que el TiO2 sin dopar. Se estudió el efecto de la concentración de dopante, el pH, el catalizador, la dosis y las concentraciones de contaminantes para obtener condiciones óptimas de degradación.

El presente estudio se ocupa de la eficiencia de eliminación del pesticida fenamifos y la demanda química de oxígeno (DQO) de una solución acuosa mediante el método de electrocoagulación. Se han investigado los efectos del pH inicial, la densidad de corriente, la concentración inicial del pesticida, la concentración de sal, el uso de diferentes electrolitos y la temperatura sobre la eficiencia de eliminación y la DQO. Los resultados obtenidos mostraron que la eliminación de fenamifos y DQO ??fue del 97,4% y 96,4% utilizando C con SS (carbono como ánodo y acero inoxidable como cátodo) a los 60 min y fue del 90,3% y 88,2% utilizando SS con Ti (acero inoxidable como ánodo y titanio como cátodo) al mismo tiempo. Estos electrodos proporcionaron una mayor tasa de oxidación, mayor eficiencia de corriente, alto sobrepotencial y consumen menos energía eléctrica. Los datos experimentales se ajustaron con varios modelos de isoterma de adsorción para describir el proceso de electrocoagulación. Este estudio se ha llevado a cabo para determinar la viabilidad de la adsorción de fenamifos en especies de carbono y acero inoxidable mediante el proceso EC utilizando la isoterma de Langmuir y Freundlich. Además, los resultados de la cinética de eliminación de fenamifos en varios efectos muestran que las tasas cinéticas se ajustaron al modelo cinético de pseudo primer orden con buena correlación utilizando ambos electrodos.

En este estudio, se recogieron muestras de agua potable de tres sitios de la ciudad de Arbaminch y se analizaron para determinar algunos parámetros fisicoquímicos como pH, conductividad eléctrica (CE), sólidos disueltos totales (TDS), sólidos suspendidos totales (TSS), sólidos totales (TS), alcalinidad total (TA), dureza total (TH), cloruro (Cl-) y fluoruro (F-). El resultado mostró que pH, CE, TDS, TSS, TS, TA, TH, Cl- y F- variaron de 7,13 a 7,76, 210,0 a 230,5 μScm-1, 134,4 a 147,1 mg/L, 11,22 a 15,44 mg/L, 145,62 a 262,45 mg/L, 88,6 a 182,02 mg/L, 119,2 a 135,11 mg/L, 135,22 a 554,46 mg/L y 2,0 a 4,41 mg/L respectivamente. Todos los parámetros medidos estaban dentro de los valores estándar de calidad del agua potable de la OMS, excepto el contenido de Cl- en el sitio de muestreo de AMU y F- en todos los sitios de muestreo. El nivel de Cl- en los sitios de muestreo de Secha y Sikela se encontraba dentro del valor estándar de la OMS (500 mg/L). Sin embargo, el nivel de Cl- se encontró por encima del valor estándar de la OMS en el sitio de muestreo de AMU. De manera similar, la concentración de F- se encontró por encima del valor límite estándar de la OMS (1,5 mg/L) en todos los sitios de muestreo, pero dentro de los valores máximos permisibles de la US-EPA (4,0 mg/L), excepto en el sitio de muestreo de AMU, que es un poco más alto que el de la US-EPA. En general, la presente investigación encontró que los parámetros máximos no estaban a un nivel de contaminación.

El rosa de Bengala (RB) es un colorante xanteno que se utiliza ampliamente en las industrias de teñido e impresión y también como insecticida. Tiene graves efectos tóxicos para la salud humana. Aunque existen muchos estudios sobre la adsorción/fotodegradación del rosa de Bengala utilizando diferentes reductores, es de interés explorar la Fe(III)–montmorillonita (Fe(III)–Mt), que es benigna para el medio ambiente. El Fe(III)–Mt interactuó con una solución de rosa de Bengala (RB) a diferentes pH (5-10), temperatura (0-40 °C) y relación sólido-líquido. La concentración de eliminación de RB se estimó a partir de su absorbancia a λmax = 545 nm utilizando un espectrofotómetro UV-Vis. En general, la eliminación del colorante fue rápida en pH ácido y aumenta con la temperatura hasta 50 °C. Se produjo una reducción completa por adsorción en 3 min a pH 5 y 6. El tiempo necesario para la adsorción completa a 0 °C, 30 °C y 40 °C es de 7 min, 5 min y 3 min respectivamente. La adsorción seguida de la inmovilización del colorante en el mineral arcilloso gastado fue evidente a partir del análisis FT-IR y FESEM/EDX. Este proceso de adsorción se puede ampliar fácilmente para aplicaciones de sistemas reales.

El objetivo de este estudio es identificar las características de las sustancias peligrosas de las cenizas de carbón y evaluar la posibilidad de contaminación ambiental para permitir el reciclaje de las cenizas de carbón generadas en las centrales térmicas. Actualmente, los diversos requisitos para el reciclaje de las cenizas de carbón de activación (cenizas de fondo) de las centrales térmicas de los emisores y también se exige por ley que se consideren como el impacto ambiental del país en el medio ambiente de grandes cantidades de cenizas de carbón recicladas. En la asamblea nacional de Corea del Sur, al solicitar un impacto ambiental si el potencial para el suelo y las aguas subterráneas que puede ocurrir cuando se recicla la plataforma de la carretera, el suelo de cubierta de cenizas de carbón se realizaron en este estudio. Con base en este estudio, pretendemos desarrollar un plan para expandir el uso de cenizas de carbón recicladas. Hay 10 centrales térmicas de carbón en Corea. Alrededor de 8,6 millones de toneladas de cenizas de carbón se generaron a partir de esas centrales eléctricas en 2012. Las cenizas de carbón se componen de cenizas volantes (82%) y cenizas de fondo (18%). Si bien la mayor parte de las cenizas volantes se recicla como aditivos para hormigón premezclado y cemento, las cenizas de fondo se dejan sin usar en vertederos ubicados dentro de la planta de energía. Por lo tanto, en este estudio evaluamos la reciclabilidad de las cenizas de fondo generadas por la planta de energía térmica Samcheonpo y Hadong. Las concentraciones de sustancias peligrosas contenidas en las cenizas de carbón (cenizas de fondo) fueron generalmente inferiores a los criterios para contaminantes en el suelo y estándar para sustancias peligrosas contenidas en desechos designados. El resultado de la prueba de lixiviación en columna para la evaluación del impacto ambiental potencial indicó que el aumento de la lixiviación condujo a una reducción de la fuerza iónica de las cenizas de carbón. Los metales pesados ??no mostraron ningún patrón claro de disminución de la concentración; sin embargo, el nivel de metales pesados ??en las cenizas de carbón fue generalmente bajo. La toxicidad ecológica en el efluente de la columna fue el nivel de los criterios de eliminación de aguas residuales (2TU) de Corea, que se considera que no es un nivel preocupante en aspectos ambientales.

Urbanization adjacent to rivers has increased in recent years and is considered a source of environmental contamination. The resulting increase in number of urban rivers in highly populated areas, such as the Caribbean island of Puerto Rico, has led to the appearance of synthetic as well as naturally occurring chemicals not previously observed nor regularly monitored in freshwater habitats. Some of these chemicals, such as heavy metals and plasticizers, have been shown to affect endocrine, respiratory, and nervous system function in animals and humans, even at relatively low concentrations. The purpose of this study was to measure concentrations of such emergent contaminants on rivers of urbanized areas on the northeast of Puerto Rico, as one element in the assessment of the impact of urbanism on water quality in these communities. To accomplish this, we used Inductively Coupled Plasma and Gas Chromatography Mass Spectrometry to measure amounts of heavy metals and phthalates, respectively, in superficial water of three rivers of Puerto Rico: Mameyes (non-urban), Río Piedras (urban river without a dam), and La Plata (urban river with a dam). The urban rivers had significantly higher concentrations of heavy metals arsenic, barium, cadmium, manganese, and antimony, when compared with the reference nonurban river. Manganese was the only metal found in concentrations higher than limits established by the EPA for drinking water. Of eight phthalates amenable to measurement with the chosen protocol and instrumentation, only dibutyl phthalate was detected, only in the La Plata river, and at concentrations ranging from 3 to 8 parts-per-billion. These findings suggest that urbanism close to rivers of Puerto Rico is likely having an impact on water quality and thus further study to identify the potential sources, as well as the inclusion of these emergent contaminants on the list of chemicals regularly monitored by government agencies is justified.

Se preparan carbones activados derivados de cáscaras de maní (ACPNS) con diferentes características químicas, apropiados para la eliminación del pesticida metomilo en soluciones acuosas. El carbón activado por vapor se obtiene a partir de las cáscaras de maní carbonizadas en presencia de nitrógeno en el rango de temperatura de 973 a 1173 K. Las cáscaras de maní carbonizadas se activan químicamente utilizando NaOH y ZnCl2. La estructura del ACPNS se caracterizó por adsorción de N2 a 77 K, microscopía electrónica de barrido y FTIR. Se utilizan métodos BET para deducir las áreas superficiales efectivas. Los parámetros (como el pH inicial, la temperatura, etc.) que afectan la capacidad de adsorción de los carbones activados derivados de cáscaras de maní para la eliminación de metomilo de soluciones acuosas se investigan mediante experimentos por lotes. Se lleva a cabo el estudio de modelos cinéticos que incluyen pseudo primer orden y pseudo segundo orden. Se investigan las isotermas de adsorción. Los datos de adsorción de equilibrio se ajustaron bien a la isoterma de adsorción de Langmuir con R2> 0,9980. Se calculan las capacidades máximas de adsorción de carbones activados derivados de cáscaras de maní para la eliminación de metomilo. Se calcularon los parámetros termodinámicos, incluidos ΔG°, ΔH° y ΔS° para los procesos de adsorción de metomilo en el ACPNS, y el valor negativo de ΔG° indicó la naturaleza espontánea de la adsorción. Los carbones activados derivados de cáscaras de maní preparados se aplican con éxito para la eliminación del pesticida metomilo de diferentes muestras de agua con un porcentaje de recuperación > 95 y una RSD < 3%. Se propone el mecanismo de adsorción.

La muestra de arcilla de feldespato obtenida del Instituto Federal de Investigación Industrial Oshodi (FIIRO), Lagos, Nigeria, se modificó con semillas de Carica papaya para obtener un compuesto de arcilla de feldespato modificado con CPS. El SEM de las muestras modificadas y no modificadas mostró estructuras cristalinas irregulares. Los resultados de FTIR demostraron la modificación de la superficie del feldespato en los centros –Al–O y –Si–O. El adsorbente modificado con CPS presentó picos más amplios de –OH interno. La modificación de la muestra de arcilla de feldespato con semillas de papaya disminuyó su PZC de pH 4,34 a 3,50, mientras que su área de superficie específica (SSA) aumentó de 12,58 m2g−1 a 18,64 m2g−1. La modificación con semilla de Carica papaya aumentó la capacidad de adsorción de la arcilla de feldespato de 18,26 mg/g a 45,81 mg/g para Pb (II) y de 12,57 mg/g a 46,18 mg/g para Cu (II) a 308°K. Se encontró que el aumento de la temperatura y la concentración inicial de iones metálicos aumentaba la adsorción de ambos metales en ambos adsorbentes, lo que sugiere una reacción de adsorción endotérmica. Se encontró que la presencia simultánea de electrolito en solución acuosa con Pb y Cu (II) disminuía la capacidad de adsorción del adsorbente modificado con CPS para Pb y Cu (II). Los cálculos termodinámicos para la muestra de arcilla de feldespato modificada indicaron una naturaleza endotérmica de adsorción (ΔHmean+4,38 kJ mol−1 para Pb (II) y +3,81 kJ mol−1 para Cu (II)) y un aumento de la entropía como resultado de la adsorción de Pb (II) y Cu (II) (ΔSmean−21,75 J mol−1 K para Pb (II) y −18,32 J mol−1 K para Cu (II)). Los pequeños valores positivos de cambio de energía libre (ΔGmean) indicaron que la adsorción de Pb (II) y Cu (II) sobre el adsorbente modificado puede requerir una pequeña cantidad de energía para que sea más factible. Los datos de adsorción de equilibrio de modelado obtenidos sugirieron que la muestra de adsorbente modificado con CPS tiene sitios de adsorción homogéneos y se ajusta muy bien al modelo de adsorción de Langmuir. La muestra de arcilla de feldespato modificada con CPS muestra un potencial muy bueno como adsorbente de bajo costo para la adsorción de Pb (II) y Cu (II) de soluciones acuosas.

Background: The presence of gold deposits discovered in rural areas in Ghana has attracted a lot of unemployed youth and smallscale mining ventures to the rural communities. The activities of illegal small-scale gold mining (locally referred to as “galamsey”) in the community is causing serious environmental havoc and destruction. The results of heavy element profiling of gold ores associated with the underground artisanal gold mining activities of the Tongo mines in the Upper East Region of Ghana have been reported in this paper. The analysis was made to assess the occupational exposure of the miners as well as to investigate the environmental impact of toxic heavy metals. Results: Gold ores from seven artisanal gold mines were sampled and analysed for heavy elemental content using Atomic Absorption Spectroscopy technique. The ranges of major elements detected were: Pb (14.16-37.00 mg/kg); Co (6.40-31.52 mg/kg); As (25.08-27.36 mg/kg); Hg (5.04-6.16 mg/kg); Ni (69.44-332.40 mg/kg); Mn (259.04-528.64 mg/kg) and Cd were Below Detectable Limits (BDL). The potential health risk assessment calculated for a lifetime of exposure for ingestion, inhalation and dermal contact were determined as the cumulative carcinogenic risk for children and adults. Risk assessment indicated that the carcinogenic risk is completely insignificant but the cumulative non-carcinogenic Hazard Index recorded alarming values of 4.55E+00 to 4.15E+01 and 8.53E-01 to 3.43E+01 for children and adults respectively. Conclusions: The investigations show that the concentrations of Pb, As and Ni which are known carcinogens presents no significant carcinogenic lifetime risk due to ingestion, inhalation and/or dermal contact but the non-carcinogenic risk, expressed as the Hazardous Index (HI), is not so benevolent; the cumulative index for all elements exceeding 1 and should be of concern, particularly in cases of the exposure of children. Capsule abstract: The concentrations of elements ranged from 5.04 mg/kg for Hg to 528.64 for Mn with highest Hazard Index being 4.55E+00 to 4.15E+01 and 8.53E-01 to 3.43E+01 for children.