Descripción: Euglena gracilis por sus características de desarrollo y crecimiento in vitro, constituye un excelente material de estudio para analizar como actúan diferentes tóxicos sobre las células vivas. Una de las respuestas más comunes de los organismos antes de iniciarse el proceso de muerte celular, es la aparición del llamado estrés oxidativo. El cromo hexavalente es un contaminante ambiental cuyos efectos citotóxicos en animales y vegetales están documentados tanto por datos epimediológicos como experimentales. Trabajos previos revelaron una mayor resistencia a este metal por parte de una cepa de Euglena gracilis denominada MAT, por haber sido aislada del río Matanza (río altamente contaminado de la provincia de Bs.As.), al compararla con otra proveniente de cepario (UTEX 753). Sobre la base de estos conocimientos se decidió iniciar estudios que puedan esclarecer el mecanismo de acción del cromo sobre estos microorganismos, su relación con el estrés oxidativo y tratar de encontrar una explicación a las diferencias observadas entre ambas cepas. Para ello se realizaron experiencias de toxicidad con ellas, crecidas en condiciones tanto autotróficas como heterotróficas y sometidas a diferentes concentraciones de cromo. Se determinaron diferentes parámetros metabólicos, entre ellos se evaluaron las defensas antioxidantes, la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), la oxidación de lípidos y la variación en la composición de ácidos grasos. Se estudiaron también cambios en la actividad respiratoria y fotosintética. Para evaluar las posibles alteraciones morfológicas provocadas por el metal, se analizaron cambios ultraestructurales con microscopía de transmisión y analizador con rayos X. De los resultados obtenidos se puede decir que sólo con las concentraciones más elevadas de tóxico, las cuales no son habituales en la naturaleza, los índices de peroxidación lipídica fueron muy elevados. A pesar de observarse un aumento importante en la actividad antioxidante con el tratamiento, se observaron también alteraciones en la actividad respiratoria y fotosintética, junto con un aumento en la cantidad de ROS. Se pudo detectar la activación de una fosfolipasa C, relacionada con el sistema de transducción de señales. Estudios de ultraestructura revelaron la fragmentación del núcleo, la aparición de vacuolas con membranelas y estructuras electrodensas en su interior y un gran daño en los cloroplastos, siendo estos últimos los más afectados. Estas alteraciones se pudieron correlacionar con la disminución de los ácidos grasos involucrados con la actividad fotosintética (ac. linolénico). De todo lo observado se pudo confirmar que el cromo hexavalente provoca estrés oxidativo en las células de E. gracilis, independientemente de la condición de cultivo. Se observaron diferencias metabólicas de acuerdo a las condiciones de crecimiento. Las mayores diferencias entre las cepas MAT y UTEX radicaron en que la primera mostró un mecanismo de defensa antioxidante más eficiente, resultando la enzima superóxido dismutasa (SOD) la más remarcable, entre otras proteínas. Los estudios con rayos X revelaron la presencia de determinados elementos en la cepa MAT, de lo cual se podría inferir el uso de fosfatos como quelante del ión metálico y la producción de proteínas ricas en azufre como metalotioneínas, formando parte del sistema de defensa celular.

Descripción: El objetivo de este trabajo de tesis es el estudio de la reacción fotocatalítica de remoción de Cr(VI) de suspensiones acuosas con TiO2 y nuevos fotocatalizadores, en presencia y ausencia de compuestos orgánicos oxidables, y la elucidación de los mecanismos involucrados en la misma. En el capítulo 1 se desarrolla la introducción al tema, en la cual se presentan las tecnologías avanzadas de oxidación (TAOs), se explican los fundamentos del modelo de bandas sobre semiconductores, se hace el análisis de las interfaces semiconductor-metal y semiconductorsolución, se presenta la Fotocatálisis Heterogénea sobre TiO2, detallando las distintas variables que influyen sobre ella y su mecanismo general. Finalmente, se exponen las distintas formas del cromo y su importancia como contaminantes, y se presentan los antecedentes sobre su reducción fotocatalítica. El capítulo 2 está dedicado a la presentación y análisis de los datos obtenidos en los ensayos realizados con el fin de determinar el mecanismo de reducción fotocatalítica de Cr(VI) con TiO2 Evonik P25, el fotocatalizador patrón. La irradiación se llevó a cabo con longitudes de onda en el intervalo de 300 a 400 nm. Se realizó la evaluación cinética de los perfiles de decaimiento de Cr(VI) durante la reacción, a pH 2 y 3, en ausencia de donores orgánicos y en presencia de ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y ácido oxálico. También se estudió el efecto de la presencia de oxígeno sobre la reducción de Cr(VI). Todos los experimentos se desarrollaron a dos o más pH y en sistemas abiertos al aire y con atmósfera de nitrógeno. Fueron fundamentales para la elucidación del mecanismo los resultados de fotocatálisis realizados en la cavidad de un espectróscopo de resonancia paramagnética electrónica (RPE) en el que se pudo identificar especies paramagnéticas de Cr(V). El análisis de los resultados experimentales mostró que los mismos son consistentes con un mecanismo de reducción de Cr(VI) a Cr(III) en tres etapas monoelectrónicas. Los capítulos 3 y 4 están dedicados a la evaluación de nuevos fotocatalizadores de TiO2 modificados para la reducción de Cr(VI). El primero de ellos está centrado en muestras de TiO2 modificadas con Fe, sintetizadas por dos técnicas diferentes, impregnación y sol-gel, usando dos precursores (nitrato férrico y acetilacetonato férrico) para introducir el Fe y con dos cargas distintas del mismo. El capítulo 4 evalúa muestras de TiO2 modificadas con platino, preparadas por fotodeposición y conteniendo distintas cargas de Pt sobre dos muestras comerciales. Incluye la síntesis y caracterización de las muestras de Pt-TiO2 mediante técnicas tales como la determinación del área específica (BET), difracción de rayos x, microscopías electrónicas de barrido y de transmisión, y espectroscopía de reflectancia difusa. Los estudios fotocatalíticos de ambos capítulos se realizaron en ausencia y presencia de EDTA como donor de electrones, y en sistemas abiertos al aire y en atmósfera de nitrógeno. En el capítulo 3, además, se trabajó a dos pH (6,6 y 2). En todos los casos se analizaron los perfiles cinéticos mediante los ajustes correspondientes y se evaluó la eficacia de los fotocatalizadores en base a los niveles de reducción de cromo a diferentes tiempos de irradiación. El análisis de los datos de ambos capítulos permitió establecer claramente cuáles de las muestras estudiadas tienen mayor eficiencia y en qué condiciones se maximiza la misma, así como decidir en qué casos sería conveniente reemplazar las muestras comerciales tradicionalmente empleadas en Fotocatálisis Heterogénea por las estudiadas.

Descripción: En el presente trabajo se describe la caracterización espectroscópica y analítica de un espectrómetro óptico constituido por el acoplamiento de una fuente de plasma inductivo de argón (IPC) y un monocromador programable de alta resolución, aplicable a la determinación secuencial de Mg, Mn, Cr, Mo en aleaciones de aluminio y de base Cu-Ni. Después de una discusión general sobre las características fundamentales del dispositivo instrumental empleado, se consideran aspectos básicos relacionados con al medición experimental del poder de resolución práctico del monocromador programable, controlado por computadora. Utilizando fuentes de líneas atómicas angostas (lámparas de cátodo hueco), se determinó la variación del ancho de banda espectral en función del ancho de ranura para diferentes regiones de longitud de onda, lo que permitió establecer la capacidad del sistema para la resolución de espectros complejos. Utilizando un modelo simple de convolución cuadrática, se evaluó un término que representa la contribución de efectos de aberración óptica. Pudo demostrarse que es posible obtener valores de resolución del orden de 5 pm utilizando ranuras angostas de altura reducida. La caracterización espectroscópica de la fuente se basó en la medición de parámetros fundamentales de la descarga en condiciones de operación analítica, utilizando como variable la potencia incidente. Se midieron temperaturas de excitación rotacionales, utilizando el espectro de bandas de OH, yde excitación atómicas, empleando en este caso Fe(I) (representativo de un analito) y Ar(I) (componente del gas soporte). También se evaluó el estado de ionización del sistema mediante la medición de concentraciones electrónicas a partir del ensanchamiento Stark de las líneas Hδ y Hγ. Los resultados obtenidos se discuten en el contexto de modelos existentes que describen la descarga de plasma inductivo, y confirman el apartamiento del estado de equilibrio termodinámico local. La optimización de las condiciones de operación involucró en primer lugar una selección de líneas apropiadas, para lo que se compararon barridos espectrales obtenidos experimentalmente con espectros simulados generados por una base comercial. Se llevó a cabo a continuación un esudio paramétrico en el que se investigó la influencia de las diferentes variables (potencia incidente, flujo de gas soporte, presión del nebulizador, corrección por fondo, modalidad de adquisición de datos, tiempo de integración) que determinan la respuesta del sistema, evaluada a partir de la señal corregida, la relación línea/fondo o la relación señal/ruido. También se aplicó para el caso particular del Mn un método de optimización de variable múltiples (Simplex). Una vez establecidas las condiciones de operación que permiten la determinación secuencial de los cuatro analitos estudiados, se determinaron, con propósitos comparativos, los límites de detección para varios elementos adicionales. Los valores obtenidos se encuentran en el ámbito de 1 a 80 μg/L. El sistema instrumental estudiado se aplicó a la determinación de Mn y Mg en aleaciones de aluminio y de Mn, Cr y Mo en superaleaciones base Cu-Ni. Se emplearon en esta etapa tres niveles de validación: soluciones sintéticas de composición conocida que simulaba la composición de la matriz, aplicaión de métodos analíticos alternativos y análisis de materiales de referencia cartificados, en los casos en que se dispusiera de éstos. La correlación observada entre los valores de referencia y los obtenidos demuestra la excelente capacidad de la espectrometría de emisión atómica con plasma inductivo para la determinación de macrocomponentes , componentes menores y trazas en muestras complejas generadas por el desarrollo de nuevos materiales.