We thank Dr. Roger Hopper and the Wyoming Department of Agriculture, Analytical Services Lab for the mass spectroscopy analysis of our samples. We would like to express our gratitude to the University of Wyoming, School of Pharmacy for allowing us to video this protocol in their laboratories. We would also like to thank the Theodore O. and Dorothy S. King Endowed Professorship Agreement for their graduate assistantship (SC), the University of Wyoming for the Graduate Assistantship support (JRS), and the Science Posse (NSF GK-12 Project # 084129) for the teaching fellowship (JRS). We would also like to thank Uranium One for allowing us to obtain samples and assisting us with questions. This work was supported by the School of Energy Resources, University of Wyoming.

Todas as amostras foram coletadas no prédio de processamento de líquido de urânio de uma instalação ISR urânio em Wyoming. 1. Produção sangro Água (PBW) <ol><li> Recolha dois tipos de amostras de água de uma instalação de urânio ISR: PBW e osmose (RO) água reverter. Recolhe PBW a partir de uma torneira de monitorização, após o processo de permuta iónica mas antes de descontaminação de osmose inversa. Coletar amostras RO após a PBW é descontaminada por meio de tratamento por osmose reversa. NOTA: lixiviant é transportado em dutos de vários campos de poços para a construção de processamento de líquido de urânio, onde é coletado em uma coluna e preparados para troca iônica. Aproximadamente 1-3% da lixiviante após a permuta de iões é removida do circuito e denominada água de exsudação de produção (PBW). PBW é reutilizada nos processos de mineração ou descontaminado / desmineralizada com filtração RO. </li><li> Coletar amostras de água em polietileno de alta densidade (HDPE) com espaço de cabeça zero, de acordoa procedimentos operacionais padrão para coleta de amostras e análise do Departamento de Qualidade Ambiental Wyoming (WYDEQ) 23. </li><li> Medir a temperatura e pH no local e transporte de amostras em gelo para mantê-los frescos. </li><li> PBW armazenar a 4 ° C. Manter a solução PBW legal até depois mínimos mídia essencial (EMEM-10x) o concentrado de Eagle é adicionado durante a preparação da mídia conforme as instruções da seguinte protocolo. NOTA: PBW é uma solução oxidada que se vai precipitar deixada a congelar ou aquecida até à temperatura ambiente. Após diluição, a solução PBW é suficientemente diluído que não irá precipitar quando aquecido a 37 ° C antes da aplicação às células e durante a incubação. </li></ol> 2. Preparação de CuO Nanopartículas (CuO-PN) <ol><li> Combinar uma solução etanólica puro contendo 250 ml de 0,2 M de CuCl 2 • 2H 2 O, 250 ml de 0,4 M hidróxido de sódio (NaOH), e 5 g de polietileno glicol (PEG) num balão de fundo redondo com seis milímetros bolas de vidro de borosilicato. </li><li> Colocar a solução em um forno de microondas modificado e permitir que ele se reagir sob refluxo à pressão atmosférica durante 10 min a 20% de potência (intervalos de 6 seg de, 24 segundos desligado). </li><li> Arrefece-se a solução até à temperatura ambiente (20 ° C), em seguida, decantada para tubos cónicos de 50 mL, deixando as esferas de vidro. </li><li> Centrifugar a solução em 50 mL em tubos cónicos de 1000 xg durante 30 min, decantou-se, e, em seguida, lava-se a CuO-PN com uma sequência de 300 ml de água quente (60-65 ° C), 100 ml de etanol, e 100 ml de acetona. </li><li> Seca-se a CuO-NPs até à temperatura ambiente (20 ° C) em 50 ml de tubos cónicos. </li><li> Raspe a CuO-NPs fora de seus tubos em um almofariz. Cobrir o CuO-NPs com folha de estanho e aquecer o CuO-PN a 110 ° C num forno para retirar o líquido restante. Combinar CuO-NPs em um lote e pesar o CuO-PN. NOTA: A preparação de CuO-NPs e tratamento CuO-NP de PBW foram conduzidos de água Qualdade Laboratório de Ecossistema de Ciência e Gestão da Universidade do Wyoming. CuO-NP síntese seguido o procedimento de Martinson e Reddy (2009) 11. </li></ol> 3. Tratamento de PBW com CuO-NPs <ol><li> Adicionar 50 mg (1 mg / ml) de CuO-NP para um tubo de 50 ml, seguido por 50 ml de PBW. Fecha-se o tubo e feita reagir durante 30 min num agitador orbital de bancada a 250 rpm. </li><li> Os tubos de amostra, centrifugar a 250 xg durante 30 min e, em seguida, filtrar o sobrenadante através de um filtro de seringa de 0,45 um. Alterar a velocidade de centrifugação e tempo podem depender da nanopartícula para assegurar o CuO-NPs de se tornar compacta no tubo de centrifugação. </li></ol> 4. Análise Elementar <ol><li> Prepare não tratada (controle) e amostras tratadas PBW-CuO-NP por análise elementar como se segue. </li><li> Acidifica-se alíquotas (40 ml) de CuO-NP-tratados e não tratados com ácido nítrico PBW grau de vestígios metálicos para um pH de 2,0. Analisar alíquotas PBW acidificadas para cátions por coupl indutivamenteed plasma-espectroscopia de massa (ICP-MS), tal como descrito em Roth e Reddy (2012) 13. </li><li> Preparar alíquotas unacidified (20 ml) de CuO-NP-tratados e não tratados PBW e analisar as alíquotas unacidified para aniões por cromatografia iónica (IC), como descrito em Roth e Reddy (2012) 13. NOTA: As aliquotas foram analisadas pelo Departamento de Agricultura Wyoming Analytical Services, Laramie WY 82070. Uma descrição do procedimento IC ICPMS e pode ser encontrado em Reddy e Roth, (2012) 13. </li></ol> 5. Preparação de Cultura de Células de mídia Usando PBW <ol><li> Use duas controle (EMEM-1x e RO + mídia) e oito soluções de mídia teste PBW (quatro concentrações de cada PBW não tratada e mídia tratou-CuO-NP) nos estudos de viabilidade. Panorâmica das soluções são as seguintes: <ol><li> Para o controle de EMEM-1x, compra de mídia essencial mínimo de Eagle (EMEM-1x) com L-glutamina e bicarbonato de sódio já adicionou. Adicionar soro fetal de bovino (FBS) E antibióticos acordo com as instruções do fabricante. NOTA: EMEM-1x é comprado diluída para a concentração adequada para o crescimento celular e contendo L-glutamina e bicarbonato de sódio. EMEM-1x requer a adição de soro fetal bovino (FBS) e uma mistura de antibióticos de penicilina e estreptomicina (50 Ul / ml de penicilina e 50 ug / ml de estreptomicina). EMEM-1x é usado como um meio de controlo, porque é o meio de crescimento recomendado do fabricante para ambos os tipos de células utilizadas neste estudo. Concentrado de EMEM-10x é diluída com água a partir da instalação de RO ou não tratado ou tratado com CuO-NP PBW para produzir as soluções de teste. Concentrado de EMEM-10x quando comprado não contém L-glutamina ou de bicarbonato de sódio de forma que estes são adicionados para além do soro fetal bovino (FBS) e uma mistura de antibióticos de penicilina e de estreptomicina. </li><li> Para a solução de controle RO usar água RO recolhidos da instalação de ISR. Use o mesmo protocolo que os meios de teste PBW única substituir 100% RO water a partir da instalação de ISR em lugar de PBW. Para diluir a água não tratada e uso solução tratada com CuO-NP RO ou ultrapura do laboratório. </li><li> Diluir não tratada PBW em quatro concentrações de ensaio antes de se misturar com os componentes do meio de cultura de células. Prepare os quatro concentrações diferentes de soluções PBW não tratados misturando PBW não tratada com o RO (do laboratório) nas seguintes combinações: 100% (PBW puro sem água RO +), 75% (187,5 ml de PBW + 62,5 ml de água RO), 50% (125 ml de PBW + 125 ml de água RO) ou 25% (62,5 ml de PBW + 187,5 ml de água RO). </li><li> Diluir CuO-NP-tratados PBW em quatro concentrações de ensaio antes de se misturar com os componentes do meio de cultura de células. Prepare os quatro concentrações diferentes de soluções PBW tratados com NP-CuO por mistura PBW (pré-tratado com 1 mg / ml de NP-CuO durante 30 min) com o RO (do laboratório) nas seguintes combinações: 100% (CuO- puro PBW tratados com NP + RO sem água), 75% (187,5 ml de PBW + 62,5 ml de água tratada RO-CuO-NP), 50% (125ml de CuO-NP-tratados PBW + 125 ml de água RO) ou 25% (62,5 ml de PBW tratados com CuO-NP + 187,5 ml de água RO). </li></ol></li><li> Prepare 250 ml de RO + media, PBW não tratada + mídia e tratados com CuO-NP PBW + media concentração pela adição de 25 ml de concentrado EMEM-10x para 190 ml de 100% RO e 100%, 75%, 50% ou 25% das concentrações não tratados ou tratados com CuO-NP premade PBW criados no passo 6.1.3 e 6.1.4. </li><li> Ajustar o pH de cada solução para 7,4 com NaOH ou HCl. </li><li> Suplemento cada concentração de não tratado e tratado com CuO-NP PBW, bem como meios + RO com os seguintes componentes padrão: 25 mL (10%) de soro fetal de bovino (FBS), 2,5 ml de L-glutamina, 0,55 g de NaHCO3 e 1,25 ml Pen / Strep (50 UI / ml de penicilina e 50 ug / ml de estreptomicina). </li><li> Ajustar a osmolalidade de cada concentração de PBW não tratada + meios, CuO-NP-tratados PBW + media e + RO meios para 290-310 mOsm / kg por adição de água RO e medida utilizando um osmómetro. </li><li> Filtrar cada solução utilizandouma unidade de filtro de vácuo de 0,22 um, e armazenar a 4 ° C. NOTA: Devido a pequenas variações na quantidade de água RO usado para ajustar a osmolaridade, variar as concentrações finais de mídia dentro de uma faixa de 5%, com concentrações de mídia em 56%, 44% PBW não tratada +, 29% e 16,5% e CuO-NP- tratada PBW + media concentrações a 53%, 45%, 30% e 17%. </li></ol> 6. Viabilidade celular NOTA: Dado que nos rins e fígado são os órgãos alvo da toxicidade do metal pesado, empregar rim embrionário humano (HEK293) células cultivadas (HEK) e carcinoma hepatocelular humano (HepG2) células (HEP) métodos de teste 24-26. <ol><li> Prepara-se uma cultura de células HEK e HEP 2-3 dias antes do plaqueamento das placas de 96 poços utilizados na experiência de acordo com as instruções do fabricante. </li><li> Medir a viabilidade celular utilizando o ácido 3- [4, 5-dimetiltiazol-2-il] -2, brometo de 5-difeniltetrazólio (MTT). NOTA: O protocolo de ensaio MTT foi modificado a partir do Meerloo et al. (2011) 27. <ol><li> Obter MTT em forma de pó. Adicionar salina tamponada com fosfato (PBS) para perfazer uma concentração de estoque de 50 mg / ml. Agita-se a solução durante 2 horas e depois filtra-se com um filtro de seringa de 0,45 um e alíquota de 1,5 ml em tubos de congelação seguras. Proteja tubos de luz e armazenar a 4 ° C. </li></ol></li><li> Remover as células HEK e HEP das suas placas de cultura utilizando tripsina, centrifugar a 1000 xg durante 5 minutos e decantar a tripsina. Adicionar 5 ml de PBS e as células misturar para se obter uma solução de células única. Em seguida, aplicam-se 20 ul da solução de células única para um hemocitómetro para se obter uma contagem de células por mililitro de solução. Centrifugar as células novamente em 1000 xg durante 5 minutos e decanta-se o PBS usado para lavar as células. Adicionar a quantidade adequada de EMEM-1x a ajustar a concentração de células de 500 células / 100 uL (100 ul / poço). </li><li> Encha as cavidades perímetro da placa com 200 ul de PBS para controlar a evaporação. </li><li> Semente células a uma densidade de 500 células / poço adição de 100 ul a cada poço, excepto para as cavidades perimetrais (que não são revestidos a células). NOTA: densidade de sementeira de células HEK e HEP baseia-se curvas de crescimento experimentais que permitem que o pico de crescimento a ocorrer em torno de 4-5 dias. Preparar as curvas de crescimento de todas as linhas celulares para estimar a densidade de sementeira. </li><li> Incubar as células em 24 h a 37 ° C, o que lhes permite recuperar (forma apertados aderências à placa) antes de efectuar leituras da linha de base de MTT densidade celular. </li><li> Realizar as leituras da linha de base de MTT densidade celular através da remoção do meio de inoculação a partir da primeira coluna (não incluindo o perímetro) e adição de 100 ul de MTT (5 mg / ml em meio) para os poços, durante 1 h. </li><li> Após uma hora, remover o MTT e adicionar 100 ul de dimetilsulfóxido (DMSO) para dissolver o formazano-MTT produzido pelas células viáveis ​​(20 min). </li><li> Leia a densidade óptica (OD) da primeira coluna a um comprimento de onda de absorção de 570 nm, para se obter uma base deleitura linha. <ol><li> Use leituras de linha de base para assegurar todas as placas foram semeadas corretamente e que as células estão crescendo de forma consistente entre as placas. Remover o DMSO a partir da coluna a ser testado antes de incubação durante 24 horas a próxima. NOTA: Se DMSO é deixado na placa durante a noite ele puxa a humidade a partir da coluna adjacente, provocando uma redução no volume do meio. </li></ol></li><li> Aquecer as soluções de ensaio (isto é, o EMEM-1x, RO, PBW não tratada e soluções de mídia PBW tratados com CuO-NP) a 37 ° C num banho de água. </li><li> Remover o meio de inoculação a partir do resto da placa (não incluindo o perímetro ou a primeira coluna que foi utilizada para a leitura da linha de base) e substituído por 100 uL de EMEM-1x, RO + media, PBW não tratada + media concentrações ou CuO NP- As concentrações de mídia PBW tenha sido tratada com + (uma solução por placa). Incubar as células em concentrações suas soluções de teste ou de controlo para um total de sete dias (dias 2-8). NOTA: Há 10 placas no total: 1 EMEH-1x, 1 RO + meios, um de cada concentração PBW + meios não tratada (56%, 44%, 29% e 16,5%) e uma placa de cada concentração PBW + meios tratados com NP-CuO (53%, 45% , 30% e 17%) por experimento por linha celular. </li><li> Cada dia seguinte leitura MTT linha de base, remova as soluções de controle e de teste (listados na nota sob 6.11) a partir da próxima coluna da respectiva placa (por exemplo, Dia 2 media teste e controle são removidos da linha 3, poços BG; Dia 3: linha 4, BG poços, etc.) e repetir o protocolo de MTT, tal como descrito nos passos 6,7-6,9 acima. </li><li> Repetir o protocolo todos os dias durante sete dias. Calcular a média dos resultados de DO para cada linha (6 poços) e relatados em função do tempo para gerar uma curva de crescimento de sete dias. </li><li> Para avaliar o efeito de quelação de cobre sobre a viabilidade celular em CuO-NP-tratados PBW + meios seguem o mesmo procedimento tal como acima, excepto adicionar 100 | iM de D-penicilamina para controlar e soluções de ensaio antes de se adicionar as soluções para as suas respectivas placas. Execute anal dadosysis usando software de representação gráfica científica. </li></ol> 7. Modelagem geoquímica <ol><li> Baixe a versão Visual MINTEQ 3.0 / 3.1 um freeware do seguinte site da <a href="http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/">http://www2.lwr.kth.se/English/Oursoftware/vminteq/</a> . NOTA: Visual MINTEQ é um modelo de equilíbrio químico do freeware para o cálculo de especiação do metal, equilíbrios de solubilidade, etc. sorção de águas naturais. Além disso, é usado para prever especiação de iões, as actividades de iões, complexos de iões e índices de saturação, que é comparado com a concentração de elementos antes e após o tratamento (resultados de espectroscopia de massa) para examinar possíveis mecanismos de remoção do elemento 28. </li><li> Abra o programa e os dados de entrada de espectroscopia de massa a partir do passo 4, incluindo o pH, alcalinidade e as concentrações dos diferentes elementos, para o programa. NOTA: Dado que as águas subterrâneas é oxidado durante a urani situhum processo de extração, uso de espécies oxidadas de arsênico, vanádio e urânio para a entrada. </li></ol> 8. Concentração Inibitória 50 (IC50) <ol><li> Calcula-se a CI 50 para os meios de comunicação PBW + concentrações não tratados e tratados com CuO-NP em primeiro lugar a viabilidade média (média OD) no dia 5 de três experiências separadas. </li><li> Subtrair dia cinco médias de viabilidade das PBW + mídia concentrações não tratados e tratados-CuO-NP do dia cinco médias de viabilidade de EMEM-1x para calcular as diferenças de viabilidade. Em seguida, dividir as diferenças de viabilidade por parte da viabilidade média no dia 5 em EMEM, e multiplique por 100 para obter a percentagem de inibição. </li><li> Subtrair a percentagem de inibição de 100 (viabilidade EMEM-1x) para obter a percentagem de viabilidade para cada PBW + media concentração não tratados e tratados com CuO-NP. </li><li> Entrada em software gráficos científica, definindo EMEM-1x a uma concentração de um e uma viabilidade por cento dos 100; transformar todas as concentrações no registoescala (X = Log (X)) e realizar análise de regressão não linear com menos apto quadrado. </li></ol> 9. Análise de Dados <ol><li> Compare as concentrações de elementos não tratados e tratados com NP-CuO PBW com uma de duas caudas, emparelhado, T-Student. </li><li> Calcular as áreas sob a curva (AUC), utilizando os dados da curva de crescimento, recolhidas ao longo de sete dias, e analisar a variância com medidas repetidas de análise de variância (ANOVA), seguido por comparação de Tukey post hoc de entre todos os grupos (n = 3). </li><li> Calcule o IC 50, usando dados a partir do dia cinco de a curva de crescimento tanto para PBW não tratados e tratados com CuO-NP + soluções de mídia (descritos acima). Os valores de p &lt;0,05 são considerados significativos. NOTA: Para efeitos de análise estatística, os valores de espectroscopia de massa de metade do limite de detecção foi atribuída aos iões de níveis de concentrações inferior a esse limite 29. </li></ol>

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Molecular, Clinical and Environmental Toxicology. 101, 133-164 (2012).</li><li>Meerloo, J., Kaspers, G., Cloos, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+Sensitivity+Assays:+The+MTT+Assay.">Cell Sensitivity Assays: The MTT Assay.</a> Cancer Cell Culture. 731, 237-245 (2011).</li><li>Gustafsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Visual MINTEQ. , (2010).</li><li>Hallab, N., Caicedo, M., McAllister, K., Skipor, A., Amstutz, H., Jacobs, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymptomatic+prospective+and+retrospective+cohorts+with+metal-on-metal+hip+arthroplasty+indicate+acquired+lymphocyte+reactivity+varies+with+metal+ion+levels+on+a+group+basis.">Asymptomatic prospective and retrospective cohorts with metal-on-metal hip arthroplasty indicate acquired lymphocyte reactivity varies with metal ion levels on a group basis.</a> Journal of Orthopaedic Research. 31 (2), 173-182 (2013).</li><li>Goswami, A., Raul, P., Purkait, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+adsorption+using+copper+(II)+oxide+nanoparticles.">Arsenic adsorption using copper (II) oxide nanoparticles.</a> Chemical Engineering Research and Design. 90 (9), 1387-1396 (2011).</li><li>Pillewan, P., Mukherjee, S., Roychowdhury, T., Das, S., Bansiwal, A., Rayalu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+As(III)+and+As(V)+from+water+by+copper+oxide+incorporated+mesoporous+alumina.">Removal of As(III) and As(V) from water by copper oxide incorporated mesoporous alumina.</a> Journal of Hazardous Materials. 186 (1), 367-375 (2011).</li><li>Kroll, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+screening+of+23+engineered+nanomaterials+using+a+test+matrix+of+ten+cell+lines+and+three+different+assays.">Cytotoxicity screening of 23 engineered nanomaterials using a test matrix of ten cell lines and three different assays.</a> Particle and fibre toxicology. 8 (9), 1-19 (2011).</li><li>Fahmy, B., Cormier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper+oxide+nanoparticles+induce+oxidative+stress+and+cytotoxicity+in+airway+epithelial+cells.">Copper oxide nanoparticles induce oxidative stress and cytotoxicity in airway epithelial cells.</a> Toxicology in vitro: an international journal published in association with BIBRA. 23 (7), 1365-1371 (2009).</li><li>Radike, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+and+accumulation+of+a+mixture+of+arsenic,+cadmium,+chromium,+nickel+and+vanadium+in+mouse+small+intestin,+kidney,+pancreas,+and+femur+following+oral+administration+in+water+or+feed.">Distribution and accumulation of a mixture of arsenic, cadmium, chromium, nickel and vanadium in mouse small intestin, kidney, pancreas, and femur following oral administration in water or feed.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A. 65 (23), 2029-2052 (2002).</li><li>Barbier, O., Jacquillet, G., Tauc, M., Cougnon, M., Poujeol, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+heavy+metals+on,+and+handling+by,+the+kidney.">Effect of heavy metals on, and handling by, the kidney.</a> Nephron. Physiology. 99 (4), 105-110 (2005).</li><li>Zheng, X., Watts, G., Vaught, S., Gandolfi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-level+arsenite+induced+gene+expression+in+HEK293+cells.">Low-level arsenite induced gene expression in HEK293 cells.</a> Toxicology. 187 (1), 39-48 (2003).</li><li>Li, Z., Piao, F., Liu, S., Wang, Y., Qu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subchronic+exposure+to+arsenic+trioxide-induced+oxidative+DNA+damage+in+kidney+tissue+of+mice.">Subchronic exposure to arsenic trioxide-induced oxidative DNA damage in kidney tissue of mice.</a> Experimental and Toxicologic Pathology. 62 (5), 543-547 (2010).</li><li>Farombi, E., Akintunde, J., Nzute, N., Adedara, I., Arojojoye, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Municipal+landfill+leachate+induces+hepatotoxicity+and+oxidative+stress+in+rats.">Municipal landfill leachate induces hepatotoxicity and oxidative stress in rats.</a> Toxicology and Industrial Health. 28 (6), 532-541 (2011).</li><li>Das, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+exposure+through+drinking+water+increases+the+risk+of+liver+and+cardiovascular+diseases+in+the+population+of+West+Bengal.">Arsenic exposure through drinking water increases the risk of liver and cardiovascular diseases in the population of West Bengal.</a> India. BMC public health. 12 (1), 639-648 (2012).</li><li>Valko, M., Morris, H., Cronin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metals,+toxicity+and+oxidative+stress.">Metals, toxicity and oxidative stress.</a> Current Medicinal Chemistry. 12 (10), 1161-1208 (2005).</li><li>Horie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Adsorption+of+Ultrafine+Metal+Oxide+and+Its+Influence+on+Cytotoxicity+toward+Cultured+Cells.">Protein Adsorption of Ultrafine Metal Oxide and Its Influence on Cytotoxicity toward Cultured Cells.</a> Chemical Research in Toxicology. 22 (3), 543-553 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Estudos anteriores relataram que CuO-NPs removido arsénio das águas subterrâneas 11,13,30,31. Este estudo suporta essas descobertas anteriores e também relata que CuO-NPs remover os contaminantes adicionais de PBW. Este estudo também confirma os relatos anteriores que CuO-NPs são eficazes na remoção de arsénio, apesar da presença de outros contaminantes potenciais e iões concorrentes 11. Modelagem especiação previu que 97% das espécies de vanádio em PBW são carregados negativamente,...

Cerca de 20% da rede elétrica dos EUA é fornecida por energia nuclear e, em parte baseada em incentivos nacionais para aumentar a independência energética, dos EUA deverá capacidade nuclear para aumentar 1. Crescimento mundial da energia nuclear também é esperado que continue, com grande parte do crescimento que ocorre fora os EUA 2. A partir de 2013, 83% do urânio US foi importado, mas 952.544 toneladas métricas de reservas existem em os EUA 3,4. Em 2013 houve 7 novas aplicações de instalações e aplicações de 14 de reiniciar / expansão entre Wyoming, Novo México, e Nebraska 5. Em os EUA, o urânio é extraído através predominantemente na recuperação in situ (ISR) processa 6. ISR provoca menos perturbações terra e evita a criação de decantação pilhas que podem liberar contaminantes ambientais 7. ISR utiliza soluções de oxidantes à base de água para lixiviar de urânio a partir do corpo de minério subterrânea, após o que o urânio é extraído a partir do percolado atravésum processo de permuta de iões 8. Para manter um balanço hídrico negativo no corpo de minério, uma parte do chorume, chamada produção sangrar água (PBW), é sangrado fora. Uma porção do PBW é descontaminada por osmose reversa (RO) e re-introduzido no processo de mineração, mas também poderiam ter PBW usos industriais ou agrícolas benéficas, se os contaminantes tóxicos pode ser reduzida para níveis aceitáveis ​​determinados por agências reguladoras e de estado para a superfície águas subterrâneas 9. Atualmente, a maioria das instalações ISR urânio usar RO para remover contaminantes de PBW. No entanto, o processamento RO consome muita energia e produz salmoura resíduos tóxicos, o que requer disposição regulamentado. Existem muitos métodos de descontaminação da água, incluindo adsorventes, membranas e troca iônica. Destes, adsorção é a mais utilizada, e os recentes desenvolvimentos na síntese de nanopartículas aprimorou as capacidades de descontaminação da água à base de adsorvente processa 10. Oxi Cupricde nanopartículas (CuO-PN) não haviam sido estudados extensivamente sobre o urânio ISR PBW, mas em estudos recentes de remoção de contaminantes da água subterrânea, CuO-NPs foram encontrados para ter propriedades únicas, incluindo não requerendo etapas de tratamento de água (pré ou pós por exemplo, o ajuste de pH ou potencial redox) e um bom desempenho em diferentes composições de água (por exemplo, em diferentes valores de pH, concentrações de sal, ou iões concorrentes) 11. Além disso, CuO-NPs são facilmente regenerados por lixiviação com hidróxido (NaOH) de sódio, após o que a regenerada CuO-PN pode ser reutilizado. Detalhes de CuO-NP vestígio de metal recursos de filtragem de águas naturais foram previamente publicados 11-14. Embora útil para o tratamento da água, as nanopartículas de óxido de metal pode ser tóxico para os organismos vivos, mas a extensão da toxicidade depende, em parte, das características e componentes de nanopartículas 10,15,16. Portanto, é importante para estudar simultaneous remoção e nanopartículas toxicidades de contaminantes antes de aplicações de campo. O estudo actual, determinada a capacidade de CuO-NPs para remover contaminantes PBW prioritárias (incluindo arsênio, selênio, vanádio e urânio), e avaliou o efeito do tratamento CuO-NP em PBW citotoxicidade. PBW foi recolhido a partir de uma instalação de urânio ISR activo e utilizado para determinar a eficácia do tratamento com NP-CuO na remoção de contaminantes de prioridade. PBW citotoxicidade antes e após o tratamento CuO-NP também foi avaliada. PBW é uma geológica complexa mistura (industrial / ambiental) e tanto o Instituto Nacional de Saúde Ambiental e Ciência (NIEHS) e da Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças (ASTDR) estão colocando ênfase no estudo da toxicidade de misturas ambientais relevantes, incluindo as misturas como elas existem na natureza ou industriais configurações, assim como promover a testes in vitro para dar prioridade produtos químicos para mais testes in vivo17-19. Estudos de baixa dosagem, mistura exposições crônicas são um desafio porque a exposição crônica a uma mistura de baixa dose não produzem efeitos óbvios, pelo menos não no curto espaço de tempo da maioria dos estudos de laboratório. Do mesmo modo, a maioria dos estudos in vitro misturas químicas expor as células a uma mistura feita em laboratório definido de duas ou mais metais 20,21. Estes estudos fornecem informações de base, mas misturas simplificados não replicar as interações antagônicas e sinérgicos complexas que podem ocorrer em uma amostra ambiental natal, onde toda a gama de componentes da mistura estão presentes. Os objetivos deste estudo foram analisar processos de remoção de contaminantes alternativos para PBW e avaliar o efeito de (CuO-NP) tratamento em PBW citotoxicidade utilizando células humanas cultivadas. Os resultados poderiam beneficiar a indústria de urânio através do desenvolvimento de métodos mais eficientes ou ecológicos para a remoção de contaminantes. Este estudo fornecea primeira evidência de que a redução de contaminantes prioritários em PBW por CuO-NPs reduz citotoxicidade em células de mamíferos 22.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="892">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:243px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:315px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CuCl2</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">203149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Borosilicate glass balls</td>
			<td style="width:243px;">VWR</td>
			<td>26396-639</td>
			<td>6 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nitric Acid</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td>A509-P500</td>
			<td>Trace metal grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.45 mm syringe filter</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">SLHA 033S S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">10X EMEM</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BW12-684F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td>30-2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">L-glutamine</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BP379-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Penicillin/Streptomycin</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">30-2300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.22 mm vacuum filter unit</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">09-740-28C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEK293</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">CRL-1573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEPG2</td>
			<td style="width:243px;">ATCC</td>
			<td style="width:119px;">HB-8065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trypsin</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">SV3003101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MTT</td>
			<td style="width:243px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">M2128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">D-penicillamine</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">ICN15180680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">96-well plates</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">07-200-92</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DMSO</td>
			<td style="width:243px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">D12814</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spectra Max 190</td>
			<td style="width:243px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Visual MINTEQ version 3.0</td>
			<td style="width:243px;">KTH Royal Institute of Technology</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ICP-MS&#160;</td>
			<td style="width:243px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Details of instruments, models and detection limits were published in Reddy et al., 2013.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">IC DIONEX DX 500</td>
			<td style="width:243px;">Dionex</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Details of instruments, models and detection limits were published in Reddy et al., 2013.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VWR Incubator</td>
			<td style="width:243px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

removal of trace elements by cupric oxide nanoparticles from uranium in situ recovery bleed water and its effect on cell viability

Na recuperação in situ (ISR) é o método mais utilizado para a extracção de urânio nos Estados Unidos. Durante ISR, o urânio é lixiviado a partir de um corpo de minério e extraída através de troca iônica. A produção resultante de purga água (PBW) contém contaminantes, tais como arsénio e outros metais pesados. Amostras de PBW de uma instalação de urânio ISR ativo foram tratados com nanopartículas de óxido cúprico (CuO-PN). Tratamento CuO-NP de PBW reduzida contaminantes prioritários, incluindo arsênio, selênio, urânio e vanádio. Ensaio não tratado e CuO-NP PBW tratado foi usado como o componente líquido de os meios de crescimento da célula e alterações na viabilidade foram determinados por o MTT (brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazólio) no rim embrionário humano (HEK 293) e carcinoma hepatocelular humano (Hep G2), células. Tratamento CuO-NP foi associada com melhora HEK e HEP viabilidade celular. As limitações deste método incluem diluição do PBW por componentes do meio de crescimento e durante osmolajuste lidade, bem como o ajuste do pH necessário. Este método é limitado no seu contexto mais amplo devido aos efeitos de diluição e mudanças no pH da PBW que é tradicionalmente acídico no entanto ligeiramente; este método poderia ter um uso mais amplo avaliando tratamento CuO-NP em águas mais neutros.

As concentrações dos componentes PBW e pH em não tratado e tratado com CuO-NP PBW são apresentados na Tabela 1. Martinson e Reddy (2009), relataram que o ponto de carga zero do CuO-NP é estimado em 9,4 ± 0,4. Dado que o pH era de 7,2-7,4 PBW, nestas condições, água doa protões de CuO em NPS, fazendo com que a superfície da nanopartícula para ser carregado positivamente para permitir a adsorção de espécies carregadas negativamente. Tratamento de NP-CuO removidos contaminantes prioritários...

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Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

A remoção do Trace Elements por Óxido de Cupric nanopartículas de urânio<em&gt; In Situ</em&gt; Recuperação sangro água e seu efeito na viabilidade celular

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

removal-trace-elements-cupric-oxide-nanoparticles-from-uranium-situ

Research

JoVE Journal

Environment

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

9.7K visualizações.  University of New Mexico. Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

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Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout (Salvelinus namaycush) from Its Prey

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from their prey is described herein. During a 135-day laboratory experiment, we fed bloater (Coregonus hoyi) that had been caught in Lake Michigan to lake trout (Salvelinus namaycush) kept in eight laboratory tanks. Bloater is a natural prey for lake trout. In four of the tanks, a relatively high flow rate was used to ensure relatively high activity by the lake trout, whereas a low flow rate was used in the other four tanks, allowing for low lake trout activity. On a tank-by-tank basis, the amount of food eaten by the lake trout on each day of the experiment was recorded. Each lake trout was weighed at the start and end of the experiment. Four to nine lake trout from each of the eight tanks were sacrificed at the start of the experiment, and all 10 lake trout remaining in each of the tanks were euthanized at the end of the experiment. We determined concentrations of 75 PCB congeners in the lake trout at the start of the experiment, in the lake trout at the end of the experiment, and in bloaters fed to the lake trout during the experiment. Based on these measurements, &#947; was calculated for each of 75 PCB congeners in each of the eight tanks. Mean &#947; was calculated for each of the 75 PCB congeners for both active and inactive lake trout. Because the experiment was replicated in eight tanks, the standard error about mean &#947; could be estimated. Results from this type of experiment are useful in risk assessment models to predict future risk to humans and wildlife eating contaminated fish under various scenarios of environmental contamination.

Laboratory Estimation of Net Trophic Transfer Efficiencies of PCB Congeners to Lake Trout Salvelinus namaycush from Its Prey

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from their prey is presented. To maximize applicability of the laboratory results to the field, the piscivorous fish should be fed prey fish that are typically eaten in the field.

Estimativa Laboratório de Líquido tróficas eficiências de transferência de PCB para Lake Trout (<em&gt; Salvelinus namaycush</em&gt;) De sua rapina

A technique for laboratory estimation of net trophic transfer efficiency (&#947;) of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners to piscivorous fish from ...

Ambiente

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) loading from lake sediments can account for a substantial portion of the total P load in eutrophic, and some mesotrophic, lakes. Laboratory determination of P release rates from sediment cores is one approach for determining the role of internal P loading and guiding management decisions. Two principal alternatives to experimental determination of sediment P release exist for estimating internal load: in situ measurements of changes in hypolimnetic P over time and P mass balance. The experimental approach using laboratory-based sediment incubations to quantify internal P load is a direct method, making it a valuable tool for lake management and restoration.
Laboratory incubations of sediment cores can help determine the relative importance of internal vs. external P loads, as well as be used to answer a variety of lake management and research questions. We illustrate the use of sediment core incubations to assess the effectiveness of an aluminum sulfate (alum) treatment for reducing sediment P release. Other research questions that can be investigated using this approach include the effects of sediment resuspension and bioturbation on P release.
The approach also has limitations. Assumptions must be made with respect to: extrapolating results from sediment cores to the entire lake; deciding over what time periods to measure nutrient release; and addressing possible core tube artifacts. A comprehensive dissolved oxygen monitoring strategy to assess temporal and spatial redox status in the lake provides greater confidence in annual P loads estimated from sediment core incubations.

Lake eutrophication is a water quality issue worldwide, making the need to identify and control nutrient sources critical. Laboratory determination of phosphorus release rates from sediment cores is a valuable approach for determining the role of internal phosphorus loading and guiding management decisions.

Determinados pelo Laboratório Fósforo Flux do Lago Sedimentos como medida de Fósforo Interno Carregando

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. The standardized sampling component of the method concentrates viruses that may be present in water by passage of a minimum specified volume of water through an electropositive cartridge filter. The minimum specified volumes for surface and finished/ground water are 300 L and 1,500 L, respectively. A major method limitation is the tendency for the filters to clog before meeting the sample volume requirement. Studies using two different, but equivalent, cartridge filter options showed that filter clogging was a problem with 10% of the samples with one of the filter types compared to 6% with the other filter type. Clogging tends to increase with turbidity, but cannot be predicted based on turbidity measurements only. From a cost standpoint one of the filter options is preferable over the other, but the water quality and experience with the water system to be sampled should be taken into consideration in making filter selections.

EPA Method 1615 uses an electropositive filter to concentrate enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. This manuscript describes the procedure for collecting samples for Method 1615 analyses.

EPA Método 1615. Medição de Enterovirus e Norovirus Ocorrência na água pela cultura e RT-qPCR. I. Recolha de amostras de vírus

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a standardized method for use in multiple analytical laboratories during monitoring period 3 of the Unregulated Contaminant Monitoring Rule. Herein we present the protocol for extraction of viral ribonucleic acid (RNA) from water sample concentrates and for quantitatively measuring enterovirus and norovirus concentrations using reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR). Virus concentrations for the molecular assay are calculated in terms of genomic copies of viral RNA per liter based upon a standard curve. The method uses a number of quality controls to increase data quality and to reduce interlaboratory and intralaboratory variation. The method has been evaluated by examining virus recovery from ground and reagent grade waters seeded with poliovirus type 3 and murine norovirus as a surrogate for human noroviruses. Mean poliovirus recoveries were 20% in groundwaters and 44% in reagent grade water. Mean murine norovirus recoveries with the RT-qPCR assay were 30% in groundwaters and 4% in reagent grade water.

Here we present a procedure to quantify enterovirus and norovirus in environmental and drinking waters using reverse transcription-quantitative PCR. Mean virus recovery from groundwater with this standardized procedure from EPA Method 1615 was 20% for poliovirus and 30% for murine norovirus.

EPA Método 1615. Medição de Enterovirus e Norovirus Ocorrência na água por cultura e RT-qPCR. Parte III. Detecção de vírus por RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most experiments examine only two or a few levels of CA concentration and a single soil type, but if CA can be varied as a gradient from subambient to superambient concentrations on multiple soils, we can discern whether past ecosystem responses may continue linearly in the future and whether responses may vary across the landscape. The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility applies a 250 to 500 &#181;l L-1 CA gradient to Blackland prairie plant communities established on lysimeters containing clay, silty clay, and sandy soils. The gradient is created as photosynthesis by vegetation enclosed in in temperature-controlled chambers progressively depletes carbon dioxide from air flowing directionally through the chambers. Maintaining proper air flow rate, adequate photosynthetic capacity, and temperature control are critical to overcome the main limitations of the system, which are declining photosynthetic rates and increased water stress during summer. The facility is an economical alternative to other techniques of CA enrichment, successfully discerns the shape of ecosystem responses to subambient to superambient CA enrichment, and can be adapted to test for interactions of carbon dioxide with other greenhouse gases such as methane or ozone.

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility creates a 250 to 500 &#181;l L-1 linear carbon dioxide gradient in temperature-controlled chambers housing grassland plant communities on clay, silty clay, and sandy soil monoliths. The facility is used to determine how past and future carbon dioxide levels affect grassland carbon cycling.

A CO<sub&gt; 2</sub&gt; Facility Concentração Gradiente para Teste CO<sub&gt; 2</sub&gt; Enriquecimento do solo e efeitos sobre a função da pastagem de Ecossistemas

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to inorganic arsenic through diet, information about distribution of arsenic species in various food types must be generated. A method, previously validated in a collaborative trial, has been applied to determine inorganic arsenic in a wide variety of food matrices, covering grains, mushrooms and food of marine origin (31 samples in total). The method is based on detection by flow injection-hydride generation-atomic absorption spectrometry of the iAs selectively extracted into chloroform after digestion of the proteins with concentrated HCl. The method is characterized by a limit of quantification of 10 &#181;g/kg dry weight, which allowed quantification of inorganic arsenic in a large amount of food matrices. Information is provided about performance scores given to results obtained with this method and which were reported by different laboratories in several proficiency tests. The percentage of satisfactory results obtained with the discussed method is higher than that of the results obtained with other analytical approaches.

The usefulness of an analytical method to determine inorganic arsenic in a wide range of food matrices is demonstrated. The method consists of selective extraction of inorganic arsenic into chloroform with a final determination by hydride generation-atomic absorption spectrometry.

Determinação de arsênio inorgânico em uma ampla gama de alimentos matrizes usando a geração de hidreto - espectrometria de absorção atômica.

The European Food Safety Authority (EFSA) underlined in its Scientific Opinion on Arsenic in Food that in order to support a sound exposure assessment to ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as redox potential (Eh) and pH, but also to microbial activities that can play a direct or indirect role on speciation and/or mobility. Indeed, some bacteria can directly oxidize As(III) to As(V) or reduce As(V) to As(III). Likewise, bacteria are strongly involved in Hg cycling, either through its methylation, forming the neurotoxin monomethyl mercury, or through its reduction to elemental Hg&#176;. The fates of both As and Hg are also strongly linked to soil or aquifer composition; indeed, As and Hg can bind to organic compounds or (oxy)hydroxides, which will influence their mobility. In turn, bacterial activities such as iron (oxy)hydroxide reduction or organic matter mineralization can indirectly influence As and Hg sequestration. The presence of sulfate/sulfide can also strongly impact these particular elements through the formation of complexes such as thio-arsenates with As or metacinnabar with Hg.
Consequently, many important questions have been raised on the fate and speciation of As and Hg in the environment and how to limit their toxicity. However, due to their reactivity towards aquifer components, it is difficult to clearly dissociate the biogeochemical processes that occur and their different impacts on the fate of these TE.
To do so, we developed an original, experimental, column setup that mimics an aquifer with As- or Hg-iron-oxide rich areas versus iron depleted areas, enabling a better understanding of TE biogeochemistry in anoxic conditions. The following protocol gives step by step instructions for the column set-up either for As or Hg, as well as an example with As under iron and sulfate reducing conditions.

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of arsenic and mercury in aquifers are closely related to physio-chemical conditions and microbial activity. Here, we present an original experimental column setup that mimics an aquifer and enables a better understanding of trace element biogeochemistry in anoxic conditions. Two examples are presented, combining geochemical and microbiological approaches.

Instalação de coluna experimental para estudar anaeróbicas biogeoquímicas interações entre bactérias, oligoelementos e hidróxidos de ferro (oxi)

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based on the diffusion theory. A known volume of air overlaying a defined soil area is enclosed within a parallelepiped cover (named &#34;chamber&#34;), for a defined period of time. During this enclosure period, gases (methane (CH4) and nitrous oxide (N2O)) move from soil pore air near their microbial source (i.e., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) to the chamber headspace, following a natural concentration gradient. Fluxes are then estimated from chamber headspace concentration variations sampled at regular intervals throughout the enclosure and then analyzed with gas chromatography. Among the techniques available for GHG measurement, the static closed chamber method is suitable for plot experiments, as it does not require large homogenously treated soil areas. Furthermore, it is manageable with limited resources and can identify relationships among ecosystem properties, processes, and fluxes, especially when combined with GHG driving force measurements. Nevertheless, with respect to the micrometeorological method, it causes a minimal but still unavoidable soil disturbance, and allows a minor temporal resolution. Several phases are key to the method implementation: i) chamber design and deployment, ii) sample handling and analyses, and iii) flux estimation. Technique implementation success in paddy fields demands adjustments for field flooding during much of the cropping cycle, and for rice plant maintenance within the chamber headspace during measurements. Therefore, the additional elements to be considered with respect to the usual application of non-flooded agricultural soils consist of devices for: i) avoiding any unintended water disturbance that could overestimate fluxes, and ii) including rice plants within the chamber headspace to fully consider gases emitted through aerenchyma transportation.

The overall goal of this protocol is to measure greenhouse gas emissions from paddy fields using the static closed chamber technique. The measurement system needs specific adjustments due to the presence of both a permanent water layer in the field and of the plants within the chamber headspace.

Avaliação de metano e óxido nitroso fluxos de arrozal por meio estático fechado Chambers manter plantas dentro Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol for performing in situ juvenile exposure tests within oligotrophic river catchments over one-month and three-month periods. Two methods (in both modifications) are presented to evaluate the juvenile growth and survival rate. The methods and modifications differ in value for the locality bioindication and each has its benefits as well as limitations. The sandy cage method works with a large set of individuals, but only some of the individuals are measured and the results are evaluated in bulk. In the mesh cage method, the individuals are kept and measured separately, but a low individual number is evaluated. The open water exposure modification is relatively easy to apply; it shows the juvenile growth potential of sites and can also be effective for water toxicity testing. The within-bed exposure modification needs a high workload but is closer to the conditions of a natural juvenile environment and it is better for reporting the real suitability of localities. On the other hand, more replications are needed in this modification due to its high-hyporheic environment variability.

Bioindication Testing of Stream Environment Suitability for Young Freshwater Pearl Mussels Using In Situ Exposure Methods

In situ bioindications enable determination of the suitability of an environment for endangered mussel species. We describe two methods based on the juvenile exposure of freshwater pearl mussels in cages to oligotrophic river habitats. Both methods are implemented in variants for open water and hyporheic water environments.

Bioindicação teste de adequação de ambiente de fluxo para jovens de água doce da pérola mexilhões usando métodos de exposição em Situ

Knowledge of habitat suitability for freshwater mussels is an important step in the conservation of this endangered species group. We describe a protocol ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on collecting various sized particulate matter (PM) retained on leaf surfaces. We further characterized the retention efficiency of leaves to various sized PM, which will help to assess the abilities of urban trees to remove PM from ambient air quantitatively. 
Taking three broadleaf tree species (Ginkgo biloba, Sophora japonica, and Salix babylonica) and two needleleaf tree species (Pinus tabuliformis and Sabina chinensis) as the research objects, leaf samples were collected 4 days (short PM retention period) and 14 days (long PM retention period) after the latest rainfall. PM retained on the leaf surfaces was collected by means of WC, BC, and UC in sequence. Then, retention efficiencies of leaves (AEleaf) to three types of the various sized PM, including easily removable PM (ERP), difficult-to-remove PM (DRP), and totally removable PM (TRP), were calculated. Only around 23%-45% of the total PM retained on leaves could be cleaned off and collected by WC. When the leaves were cleaned through WC+BC, the underestimation of the PM retention capacity of different tree species was in the range of 29%-46% for various sized PM. Almost all PM retained on leaves could be removed if UC was supplemented to WC+BC. 
In conclusion, if the UC was complemented after the conventional cleaning methods, more PM on leaf surfaces could be eluted and collected. The procedure developed in this study can be used for assessing the PM removal abilities of different tree species.

The ultrasonic cleaning method was applied to elute the particulate matter (PM) retained on leaf surfaces after PM was eluted by the conventional cleaning methods (water cleaning only or water cleaning plus brush cleaning). The methodology can help to improve the estimation accuracy for PM retention capacity of leaves.

Avaliar as habilidades de remoção de partículas de árvore folhas

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...