Pamidronate for the treatment of osteoporosis secondary to chronic cholestatic liver disease in Wistar rats

Osteoporosis is a major complication of chronic cholestatic liver disease (CCLD). We evaluated the efficacy of using disodium pamidronate (1.0 mg/kg body weight) for the prevention (Pr) or treatment (Tr) of cholestasis-induced osteoporosis in male Wistar rats: sham-operated (Sham = 12); bile duct-ligated (Bi = 15); bile duct-ligated animals previously treated with pamidronate before and 1 month after surgery (Pr = 9); bile duct-ligated animals treated with pamidronate 1 month after surgery (Tr = 9). Rats were sacrificed 8 weeks after surgery. Immunohistochemical expression of IGF-I and GH receptor was determined in the proximal growth plate cartilage of the left tibia. Histomorphometric analysis was performed in the right tibia and the right femur was used for biomechanical analysis. Bone material volume over tissue volume (BV/TV) was significantly affected by CCLD (Sham = 18.1 ± 3.2 vs Bi = 10.6 ± 2.2%) and pamidronate successfully increased bone volume. However, pamidronate administered in a preventive regimen presented no additional benefit on bone volume compared to secondary treatment (BV/TV: Pr = 39.4 ± 12.0; Tr = 41.2 ± 12.7%). Moreover, the force on the momentum of fracture was significantly reduced in Pr rats (Sham = 116.6 ± 23.0; Bi = 94.6 ± 33.8; Pr = 82.9 ± 22.8; Tr = 92.5 ± 29.5 N; P < 0.05, Sham vs Pr). Thus, CCLD had a significant impact on bone histomorphometric parameters and pamidronate was highly effective in increasing bone mass in CCLD; however, preventive therapy with pamidronate has no advantage regarding bone fragility.

Treatment approach in patients with hyperbilirubinemia secondary to liver metastases in gastrointestinal malignancies: a case series and review of literature

BACKGROUND: Treatment of patients with severe liver dysfunction including hyperbilirubinemia secondary to liver metastases of gastrointestinal (GI) cancer is challenging. Regimen of oxaliplatin and fluoropyrimidine (FP)/folinic acid (FA) ± a monoclonal antibody (moAb), represents a feasible option considering the pharmacokinetics. Clinical data on the respective dosage and tolerability are limited and no recommendations are available. METHODS: Consecutive patients with severe hyperbilirubinemia [>2 × upper limit of the normal range (ULN) and >2.4 mg/dl] due to liver metastases of GI cancer without options for drainage receiving oxaliplatin, FP/FA ± moAb were analyzed. To collect further data a review of the literature was performed. RESULTS: A total of 12 patients were identified between 2011 and 2015. At treatment start, median bilirubin level was 6.1 mg/dl (>5 × ULN, range 2.7-13.6). The majority of patients (n = 11) received dose-reduced regimen with oxaliplatin (60-76%) and FP/FA (0-77%), rapidly escalating to full dose regimen. During treatment, bilirubin levels dropped more than 50% within 8 weeks or normalized within 12 weeks in 6 patients (responders). Median overall survival was 5.75 months (range 1.0-16.0 months) but was significantly prolonged in responders compared to nonresponders [9.7 and 3.0 months, p = 0.026 (two-sided test); 95% confidence interval (CI): 1.10-10.22]. In addition, case reports or series comprising a further 26 patients could be identified. Based on the obtained data a treatment algorithm was developed. CONCLUSION: Treatment with oxaliplatin, FP/FA ± moAb is feasible and may derive relevant benefits in patients with severe liver dysfunction caused by GI cancer liver metastases without further options of drainage.

Ranking of pre-treatment technologies for reverse osmosis for water recovery

Agro-industries are a life-line for sustainable future of human kind. However, the wastewater generated by agro-industries poses direct threat to the same sustainable future by polluting the freshwater sources when discharged into those freshwater sources. Thus, we need both advanced treatment technologies to treat those wastewater streams generated and better reuse practices for the treated effluents. Reverse osmosis (RO) is one of the advanced treatments to treat dissolved solids that are present in agricultural wastewater streams. But, RO is very sensitive to suspended solids (SS) present in the wastewater streams. Those SS can foul the RO membrane and make it ineffective in producing treated effluent at desired rates. Therefore, suitable pre-treatment scheme is necessary to treat the agro-wastewater streams before passing through RO. This study focuses on the qualitative and quantitative ranking of the available conventional and modern pre-treatment technologies as pre-treatment for RO. This study considers wastewater that has been treated through a secondary treatment system for example activated sludge process as the target water that needs pre-treatment. Based on qualitative ranking of conventional pre-treatment options, the Lime clarification/Granular Media filtration (GMF) option is ranked as the best; whereas finescreens/ micro-screens option ranked as the least preferred option based on the scores they attained in treating the water quality parameters that are considered essential. Based on the quantitative ranking, the low pressure membrane technology such as ultra-filtration (UF) stood first and microfiltration (MF) stood last.

Implementation of enhanced biological phosphorus removal (ebpr) wastewater treatment processes enriched with different microbial communities

The EBPR (Enhanced Biological Phosphorus Removal) is a type of secondary treatment in WWTPs (WasteWater Treatment Plants), quite largely used in full-scale plants worldwide. The phosphorus occurring in aquatic systems in high amounts can cause eutrophication and consequently the death of fauna and flora. A specific biomass is used in order to remove the phosphorus, the so-called PAOs (Polyphosphate Accumulating Organisms) that accumulate the phosphorus in form of polyphosphate in their cells. Some of these organisms, the so-called DPAO (Denitrifying Polyphosphate Accumulating Organisms) use as electron acceptor the nitrate or nitrite, contributing in this way also to the removal of these compounds from the wastewater, but there could be side reactions leading to the formation of nitrous oxides. The aim of this project was to simulate in laboratory scale a EBPR, acclimatizing and enriching the specialized biomass. Two bioreactors were operated as Sequencing Batch Reactors, one enriched in Accumulibacter, the other in Tetrasphaera (both PAOs): Tetrasphaera microorganisms are able to uptake aminoacids as carbon source, Accumulibacter uptake organic carbon (volatile fatty acids, VFA). In order to measure the removal of COD, phosphorus and nitrogen-derivate compounds, different analysis were performed: spectrophotometric measure of phosphorus, nitrate, nitrite and ammonia concentrations, TOC (Total Organic Carbon, measuring the carbon consumption), VFA via HPLC (High Performance Liquid Chromatography), total and volatile suspended solids following standard methods APHA, qualitative microorganism population via FISH (Fluorescence In Situ Hybridization). Batch test were also performed to monitor the NOx production. Both specialized populations accumulated as a result of SBR operations; however, Accumulibacter were found to uptake phosphates at higher extents. Both populations were able to remove efficiently nitrates and organic compounds occurring in the feeding. The experimental work was carried out at FCT of Universidade Nova de Lisboa (FCT-UNL) from February to July 2014.

Modifying the hierarchical porosity of SBA-15 via mild-detemplation followed by secondary treatments

Fenton-chemistry-based detemplation combined with secondary treatments offers options to tune the hierarchical porosity of SBA-15. This approach has been studied on a series of SBA-15 mesophases and has been compared to the conventional calcination. The as-synthesized and detemplated materials were studied with regard to their template content (TGA, CHN), structure (SAXS, TEM), surface hydroxylation (Blin-Carterets approach), and texture (high-resolution argon physisorption). Fenton detemplation achieves 99% of template removal, leading to highly hydroxylated materials. The structure is better preserved when a secondary treatment is applied after the Fenton oxidation, due to the intense capillary forces during drying in water. Two successful approaches are presented: drying in a low-surface-tension solvent (such as n-BuOH) and a hydrothermal stabilization to further condense the structure and make it structurally more robust. Both approaches give rise to remarkably low structural shrinkage, lower than calcination and the direct water-dried Fenton. Interestingly, the derived textural features are remarkably different. The n-BuOH exchange route gives rise to highly hierarchical structures with enhanced interconnecting pores and the highest surface areas. The hydrothermal stabilization produces large-pore SBA-15 structures with high pore volume, intermediate interconnectivity, and minimal micropores. Therefore, the hierarchical texture can be fine-tuned in these two fashions while the template is removed under mild conditions.

The Crossens Estuary and the effect of Southport STW

This report details the results from water quality surveys, carried out in August 1986, which were designed to examine the condition of the Crossens Estuary when receiving primary treated effluent from Southport STW. The results are compared with previous surveys in 198 2 and 1984 when various degrees of secondary treatment were provided. The findings demonstrate that the reduction in the level of treatment has resulted in longer periods of deoxygenation throughout the estuary, but that this has not resulted in any major change in the use or characteristics of the estuary. The estuary remains in Class C.

Ecossistema Engenheirado no tratamento descentralizado de águas residuárias de pequenos geradores: A Engenharia Ecológica na Ilha Grande, RJ.

Em várias regiões do mundo, assim como no Brasil, um alto percentual da população e até comunidades inteiras não têm acesso a um sistema de tratamento de esgoto centralizado, sendo comum o uso das fossas sépticas e/ou sumidouros e, em muitos casos, os esgotos são lançados in natura diretamente nos corpos hídricos. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de baixo custo de implantação e operação com vistas à minimização dos impactos ambientais e em atendimento a pequenas comunidades isoladas e de interesse social, o presente projeto desenvolveu com base em sistemas apresentados na literatura, um ecossistema engenheirado compacto para o tratamento de esgoto domiciliar de pequenos geradores. O sistema é composto por tratamento preliminar (caixa controladora de vazão e caixa de gordura), primário (fossa séptica), secundário (filtro aerado submerso e decantador secundário) e um conjunto de tanques vegetados por macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) intercalados por um tanque de algas para remoção da carga poluidora remanescente e nutrientes. O sistema foi instalado no CEADS/UERJ na Vila de Dois Rios, Ilha Grande, litoral Sul do Rio de Janeiro, operado e monitorado desde Abril de 2009, sendo que o presente estudo referese aos primeiros 200 dias de monitoramento. A remoção da carga poluidora foi monitorada na vazão de 200 L/h, posteriormente corrigida para 52 L/h, almejando alcançar os padrões de lançamento da Resolução CONAMA 357 e a NBR 13969 da ABNT, para os parâmetros de OD, pH, Temperatura, Nitrato, N amoniacal, DBO5, DQO, SSD, Cloreto e, Óleos e Graxas e outros parâmetros não incluídos na Resolução (Cond. Elétrica, COT, Alcalinidade, Dureza, Nitrito, Fósforo total e demais Sólidos (ST, SST, SSV, SSF e SDT ). Os resultados obtidos indicam que o sistema foi mais eficiente quando operado na vazão de 52 L/h, quando apresentou as seguintes taxas de remoção: 96 % (Nitrito); 71 % (Nitrato); 47 % (N amoniacal); 96,7 % (DQO); 95,7 % (DBO5); 10 % (Fósforo total). O sistema apresentou uma evolução ao longo do tempo de operação e após a redução na vazão, garantiu o enquadramento de 12 dos 14 parâmetros analisados (exceto N amoniacal e Fósforo total), nos padrões de lançamento contemplados pela Legislação Federal, CONAMA 357 e Legislação Estadual do RJ, SP, MG e GO. Para aumento da eficiência de tratamento, recomenda-se redimensionamento do filtro aerado submerso-decantador e tanques vegetados, com base nas recomendações do PROSAB 2.

Avaliação da eficiência de wetland construído como unidade de polimento de efluente de tratamento secundário de lixiviado por lodos ativados

Uma das dificuldades a ser enfrentada na implantação de aterros sanitários é o tratamento adequado do lixiviado gerado e seu lançamento no meio ambiente dentro dos padrões estabelecidos pela legislação. O potencial poluidor do lixiviado está ligado principalmente aos altos valores de carga orgânica que promove a redução do oxigênio disponível (utilizado na degradação da matéria orgânica) em cursos dágua, prejudicando a fauna e a flora nesses meios. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o sistema de tratamento por wetland construído como unidade de polimento do efluente secundário de uma estação de tratamento de lixiviado de aterro de resíduos sólidos urbanos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Além dos parâmetros coletivos específicos e não específicos, também foram empregados o fracionamento pelo processo de separação por membranas e ensaios de toxicidade aguda. Os resultados mostram que o wetland tem uma ação positiva como unidade de polimento refletida na redução dos parâmetros turbidez (84%), DQO (19%), amônia (30%) e sólidos totais (3%) reduzindo, assim, os impactos ambientais do lançamento do lixiviado. Contudo, a qualidade do efluente final encontra-se acima dos parâmetros de referência de controle ambiental e mostra a necessidade de um efluente secundário de melhor qualidade. Os resultados mostraram também que altos valores de DQO inerte tanto no afluente (85% em média) quanto no efluente (93,5% em média) do wetland indicam que esses lixiviados apresentam natureza refratária confirmada pelos baixos valores de biodegradabilidade no afluente (20,5% em média) e no efluente (5% em média) do wetland. O fracionamento com membranas mostrou que o afluente e o efluente do wetland possuem maiores contribuições de moléculas na fração >1 kDa. Os ensaios de toxicidade com Aliivibrio fischeri mostraram que o afluente e o efluente do wetland possuem toxicidade aguda, sendo a mesma menor na faixa com moléculas menores.

Quantitative structure-hydrophobicity relationships of molecular fragments and beyond

Quantitative structure-property relationship (QSPR) models were firstly established for the hydrophobic substituent constant (πX) using the theoretical descriptors derived solely from electrostatic potentials (EPSs) at the substituent atoms. The descriptors introduced are found to be related to hydrogen-bond basicity, hydrogen-bond acidity, cavity, or dipolarity/polarizability terms in linear solvation energy relationship, which endows the models good interpretability. The predictive capabilities of the models constructed were also verified by rigorous Monte Carlo cross-validation. Then, eight groups of meta- or para- disubstituted benzenes and one group of substituted pyridines were investigated. QSPR models for individual systems were achieved with the ESP-derived descriptors. Additionally, two QSPR models were also established for Rekker's fragment constants (foct), which is a secondary-treatment quantity and reflects average contribution of the fragment to logP. It has been demonstrated that the descriptors derived from ESPs at the fragments, can be well used to quantitatively express the relationship between fragment structures and their hydrophobic properties, regardless of the attached parent structure or the valence state. Finally, the relations of Hammett σ constant and ESP quantities were explored. It implies that σ and π, which are essential in classic QSAR and represent different type of contributions to biological activities, are also complementary in interaction site.

Projecto de pré-dimensionamento de uma ETAR em Luanda - Angola

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Hidráulica

Projeto de uma ETAR de 3200 habitantes equivalentes

A atividade humana e industrial usa a água para as suas atividades do quotidiano. A água é um recurso natural escasso cuja qualidade deve ser protegida, defendida, gerida e tratada em conformidade com o seu uso. Nesse âmbito, a gestão das águas prossegue objetivos de proteção da saúde humana e de preservação, proteção e melhoria da qualidade do ambiente[1]. Desde o final do seculo XIX até aos dias de hoje, verificou-se uma forte evolução nos sistemas de tratamento de águas residuais. Esta evolução foi fundamental para dar resposta às maiores exigências de qualidade do efluente tratado. O sistema de lamas ativadas é um dos processos de tratamento biológico das águas residuais mais usados em todo o mundo. Este trabalho consiste no desenvolvimento do projeto de conceção e dimensionamento de uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) para servir um pequeno aglomerado de cerca de 3200 habitantes equivalentes (hab.eq.), tendo como objetivo o dimensionamento de todas as etapas de tratamento necessárias ao cumprimento da legislação em vigor para a descarga das águas residuais urbanas no meio recetor. O Decreto-lei nº 152/97[2], relativo ao tratamento de águas residuais urbanas, juntamente com o Decreto-lei nº 149/2004[3] que identifica as zonas sensíveis e de zonas menos sensíveis, permitem que as entidades licenciadoras definam o grau de tratamento que a instalação deve possuir tendo em consideração a classificação do meio onde o efluente tratado é descarregado. O Decreto-Lei n.º 135/2009[1] estabelece o regime de identificação, gestão, monitorização e classificação da qualidade das águas balneares, impondo a qualidade microbiológica da água residual tratada mediante o meio recetor, e portanto conseguindo-se assim definir o tratamento de desinfeção a adotar. Resumidamente, a conceção do tratamento focou as seguintes etapas: tratamento preliminar formado por uma unidade compacta de tamisação, desarenador e desengordurador, tratamento secundário por lamas ativadas em regime de arejamento prolongado constituído por dois reatores com cerca de 400 m3 de volume seguido de um decantador com um diâmetro de 9.5 m, tratamento terciário de desinfeção composto por uma microtamisação seguido de desinfeção UV, e a utilização das operações comuns de espessamento e desidratação das lamas produzidas em excesso pelo tratamento, constituída por com um espessador gravítico com 4.6 m de diâmetro, e um filtro banda para a desidratação.

Avaliação de funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais do interior de Vila Nova de Gaia

Esta dissertação descreve o trabalho desenvolvido ao longo de um ano e um mês desde a pesquisa teórica até à prática experimental no âmbito da unidade curricular de Dissertação/estágio do Mestrado em Engenharia Química, no ramo Tecnologias em Proteção Ambiental. O tema desta dissertação consiste na avaliação do funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais (ETAR) do interior do município de Vila Nova de Gaia no que diz respeito ao possível aumento da resistência a antibióticos na ETAR de Febros e na ETAR de Lever. Os testes de sensibilidade a antibióticos (TSA) foram executados para ambas as ETAR, sendo as amostras de água recolhidas na entrada e na saída dos reatores biológicos (tratamento secundário). Além disso, foram realizados testes de avaliação da eficiência de desinfeção por radiação ultravioleta (UV) relativamente à Escherichia coli (E. coli) na ETAR de Lever. Os antibióticos selecionados para a realização deste trabalho foram a Eritromicina, a Azitromicina, a Claritromicina, a Ofloxacina, a Ciprofloxacina, o Sulfametoxazol, o Trimetoprim e o Metronidazol. Esta seleção baseou-se no facto de estes serem alguns dos antibióticos mais consumidos e mais persistentes no meio ambiente. A bactéria E. coli (isolada a partir de amostras das águas residuais estudadas) foi escolhida para a realização deste estudo uma vez que está sempre presente nas águas residuais domésticas e está associada a fenómenos de multirresistência a antibióticos. Os testes de TSA foram realizados seguindo a metodologia de difusão por discos. No período do estudo (Março a Junho de 2015) identificaram-se situações quer de aumento de resistência quer de aumento de sensibilidade aos antibióticos testados. As situações mais graves de aumento de resistência, a que corresponderam a halos nulos, verificaram-se para os antibióticos Claritromicina, Trimetoprim e Metronidazol, ocorrendo com maior frequência para os dois últimos, que aliás são fármacos que são administrados em simultâneo. Os períodos mais problemáticos em termos de aumento das resistências foram ligeiramente diferentes nas duas ETAR. No caso da ETAR de Febros correspondeu ao mês Abril e na ETAR de Lever ocorreu entre o final de Abril e o início de Maio. Considera-se que estes períodos poderão coincidir com um aumento do consumo destes fármacos devido à sua utilização no combate a infeções respiratórias muito comuns nesta altura do ano. Não se observou qualquer sensibilidade da E. coli para o Metronidazol porque é um antibiótico com indicação para algumas bactérias anaeróbias, fungos e giardia, e que à partida não tem capacidade para eliminar a E. coli. A eficiência da desinfeção na ETAR de Lever relativamente à remoção de E. coli foi satisfatória. Sendo de salientar a importância da manutenção, no que se refere à identificação de possíveis avarias nas lâmpadas e correspondente limpeza. Os resultados deste trabalho provam a existência de estirpes da bactéria E. coli resistentes a alguns dos antibióticos estudados, o que reforça a importância da desinfeção no tratamento de águas residuais domésticas.

Estações de tratamento de águas residuais: conceitos e dimensionamento

O presente relatório é o corolário do Estágio Curricular que a autora efetuou, durante o segundo semestre do ano letivo de 2014/2015 na SBS – Engenharia Civil, Hidráulica e Ambiente, Lda. Nesta empresa a autora foi integrada na equipa técnica que elaborou um Projeto de Execução para uma Estação de Tratamento de Águas Residuais que irá ser construída em Montemor-o-Novo, tendo-lhe sido atribuídas as seguintes tarefas principais: i) estudo de ferramentas de dimensionamento de ETAR; e ii) estudo dos processos de tratamento de águas residuais a instalar. O tratamento de águas residuais não é matéria que conste do atual Plano de Estudos do Mestrado em Engenharia Civil do ISEP. Este facto, associado à premente necessidade de dar resposta às expectativas da Entidade Acolhedora, obrigou a autora a um esforço de aprendizagem significativo. Nesta fase foi executada uma aprofundada pesquisa bibliográfica que permitiu à autora obter o nível de conhecimentos teóricos necessário para a plena integração na Equipa de Projeto. Já integrada na Equipa de Projeto o primeiro trabalho desenvolvido pela autora foi a análise detalhada do Caderno de Encargos e da respetiva Nota Técnica. Seguidamente a autora participou em todas as fases do Projeto tendo, por isso, colaborado na análise do Estudo Geotécnico, no dimensionamento dos órgãos da ETAR, no cálculo do perfil hidráulico, na definição de formas (plantas e cortes) dos órgãos, na elaboração da Lista de Equipamentos e do Mapa de Quantidades e, por último, na elaboração da Memória Descritiva e Justificativa do Processo de Tratamento e Equipamentos. O Caso Prático incluído no presente documento é, em larga medida, o corolário do processo de aprendizagem de que a autora beneficiou no decorrer do Estágio Curricular. Grande parte das tarefas que a autora executou ao longo da elaboração do projeto relacionaram-se com o dimensionamento dos órgãos da ETAR e com os respetivos cálculos hidráulicos. Os conhecimentos teórico-práticos desta forma adquiridos foram reunidos num conjunto de ferramentas, maioritariamente folhas de cálculo, que se verificou serem úteis nos processos de dimensionamento e de teste de soluções alternativas. É parte integrante deste relatório um capítulo no qual é feita uma detalhada apresentação dos conceitos teóricos subjacentes ao Projeto de ETAR. Este capítulo reflete o estudo que a autora teve necessidade de efetuar antes de se sentir capaz de integrar a Equipa de Projeto.

Application of novel technologies in water reclamation, reuse and recycle

Water reuse has become an integral element of the "total water resources planning and management" along with the other elements such as water conservation, water use efficiency and management of the allocation of existing water sources. Researchers are working actively on the following aspects of water reuse: identification and characterization of different wastewaters that could be reclaimed, development of treatment technologies and effluent standards, quantification of potential gains due to recycling and risk management. The wastewaters that can be reclaimed are domestic and industrial wastewaters, grey water, black water, stormwater and rain water and their potential reuse lies in agriculture, aquaculture, industries, non-potable use in residential and community fronts and indirect and direct potable use. The treatment of wastewater ranges from secondary treatment to advanced treatment, which produces different "Classes" of reclaimed water. This paper evaluates the current status of the research on the above-mentioned important aspects of water reuse with relevant case studies and the future demand for reuse water. The direction in which the future-reuse schemes should be formulated so that they are safe, environmentally sustainable and cost effective are also discussed.