Water quality in lakes and reservoirs in China

Dissertation elaborated for the partial fulfilment of the requirements of the Master Degree in Civil Engineering in the Speciality Area of Hydarulics

Analysis of constructed wetland performance for irrigation reuse

Most of the wastewater treatment systems in small rural communities of the Cova da Beira region (Portugal) consist of constructed wetlands (CW) with horizontal subsurface flow (HSSF). It is believed that those systems allow the compliance of discharge standards as well as the production of final effluents with suitability for reuse. Results obtained in a nine-month campaign in an HSSF bed pointed out that COD and TSS removal were lower than expected. A discrete sampling also showed that removal of TC, FC and HE was not enough to fulfill international irrigation goals. However, the bed had a very good response to variation of incoming nitrogen loads presenting high removal of nitrogen forms. A good correlation between mass load and mass removal rate was observed for BOD5, COD, TN, NH4-N, TP and TSS, which shows a satisfactory response of the bed to the variable incoming loads. The entrance of excessive loads of organic matter and solids contributed for the decrease of the effective volume for pollutant uptake and therefore, may have negatively influenced the treatment capability. Primary treatment should be improved in order to decrease the variation of incoming organic and solid loads and to improve the removal of COD, solids and pathogenic. The final effluent presented good physical-chemical quality to be reused for irrigation, which is the most likely application in the area.

Eliminação do Cr(VI) na fase de neutralização de um efluente industrial proveniente de processos de galvanoplastia

A presente tese teve por base a identificação e resolução de um problema existente no tratamento de efluentes provenientes dos processos de tratamento de superfícies por galvanoplastia, na OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A.. Observou-se a ocorrência, esporádica, de crómio hexavalente, (Cr (VI)), em valor superior ao valor limite de emissão (VLE). Os resultados foram monitorizados e os dados recolhidos no decorrer da actividade de tratamento de efluentes, durante o período de, aproximadamente, 5 anos (2006 a 2011). A recolha de resultados decorreu no âmbito da actividade profissional da mestranda, que, para além da responsabilidade técnica dos processos de galvanoplastia na empresa, é também responsável pelo suporte técnico ao processo de tratamento de efluentes resultantes da actividade de tratamento de superficies por processos de galvanoplastia. A empresa OGMA – Indústria Aeronáutica de Portugal S.A., é uma empresa de actividade aeronáutica dedicada à Fabricação e Manutenção de aeronaves, nomeadamente a prestação de serviços de Manutenção, Revisão e Modernização de, Aeronaves, Motores e Componentes, bem como Fabricação e Montagem de Aeroestruturas. Integrada na OGMA, S.A. encontra-se a área de tratamentos electroquímicos, onde são realizados processos de tratamento de materiais metálicos por electrodeposição, deposição química e conversão química. Desta actividade resulta uma quantidade considerável de efluentes líquidos que necessitam de tratamento adequado previamente à sua descarga em cursos de água. Devido ao tipo de contaminantes que estes efluentes possuem, o tratamento dos mesmos é realizado em várias etapas, passando pela oxidação de cianetos, a redução de cromatos e a neutralização. Posteriormente segue-se uma sedimentação e a remoção de lamas. De modo a garantir um controlo dos parâmetros de descarga dos efluentes tratados, de acordo com a legislação ambiental em vigor, o efluente obtido é analisado periodicamente em laboratório acreditado. Na perspectiva de solucionar o problema em questão, procedeu-se à realização de ensaios experimentais utilizando os efluentes provenientes dos tanques de reacção da redução de cromatos e da oxidação de cianetos da linha com cádmio, com especial incidência na variação dos intervalos de pH recomendados para cada uma das fases do tratamento de efluentes, e observação do comportamento das misturas em termos de presença de Cr (VI), quando sujeitos a variações de pH. Após análise dos dados disponíveis e realização de todos os ensaios, conclui-se que, o processo de oxidação de cianeto da linha com cádmio e o processo de redução de cromatos na mesma linha estão a funcionar adequadamente. Concluiu-se que o reaparecimento de Cr (VI) ocorre devido à existência de hipoclorito de sódio, em excesso, no tanque de oxidação de cianeto que, quando passa para o tanque de neutralização e entra em contacto com o efluente proveniente do tanque de redução de cromatos, oxida parte do crómio trivalente, (Cr (III)), existente, a Cr (VI). Para impedir a ocorrência deste fenómeno separou-se todo o efluente contendo crómio que passou a ser tratado na linha de tratamento de efluentes isenta de cádmio, não entrando assim em contacto com o efluente que contém hipoclorito não reagido, evitando a oxidação do Cr (III) a Cr (VI).

Toxicidade a cianobactérias: impacte potencial na saúde pública em populações de Portugal e Brasil

Como recurso natural fundamental à vida, a água e os ecossistemas aquáticos devem ser alvo de avaliação contínua, no que se reporta à sua qualidade física, química e biológica. Segundo a Organização Mundial de Saúde cerca de 1,1 biliões de pessoas estão impossibilitadas em aceder a qualquer tipo de água potável e, as populações residentes nas proximidades de rios, lagoas, e reservatórios utilizam estas águas para as suas necessidades de consumo, aumentando o risco de transmissão de doenças. Enquanto constituintes da comunidade fitoplanctónica, as cianobactérias são microrganismos procariotas, fotossintéticos, que obtêm os nutrientes diretamente da coluna de água e, um aumento da concentração de nutrientes (principalmente azoto e fósforo), associado a condições ambientais favoráveis, pode desencadear um crescimento rápido originando fluorescências. Sob determinadas condições as cianobactérias podem produzir toxinas existindo registos que evidenciam que fluorescências toxicas são responsáveis pelo envenenamento agudo e morte de animais e humanos pelo que, a água utilizada para consumo humano deverá ser regularmente monitorizada para este elemento biológico. O objetivo deste estudo é relacionar a ocorrência de fluorescências de cianobactérias (> 2000 cel/ml) e toxicidade associada, com o impacte potencial na Saúde Pública avaliado através do consumo direto ou indireto da água. Em Portugal foram selecionados oito reservatórios situados na região Sul, pertencentes às bacias hidrográficas do Sado e Guadiana e estudados entre 2000 e 2008. No Brasil foram selecionados os reservatórios de Três Marias (Estado de Minas Gerais) e de Tucuruí (Estado do Pará) e estudados em 2005 e 2006 respetivamente. Os reservatórios foram caracterizados em termos físicos e químicos, tendo-se igualmente procedido à caracterização da comunidade fitoplanctónica através da identificação e quantificação dos principais grupos presentes em diferentes épocas do ano. Em termos fitoplanctónicos os reservatórios portugueses apresentaram maior diversidade,verificando-se contudo dominância das cianobactérias na comunidade. Associados a fluorescências, foram registados nestes reservatórios géneros produtores de hepato e neurotoxinas como Aphanizomenon sp, Microcystis aeruginosa e Oscillatoria sp. No Brasil, em situação de fluorescências, os géneros produtores de neuro e hepatotoxinas foram Microcystis (> 350.000 cels/ml) e Cylindrospermopsis. A presença destes géneros, poderá constituir um risco potencial para a saúde pública, pelo que é importante a implementação de medidas de mitigação em todos os reservatórios objeto de estudo, devendo essa atuação passar pelo controle do estado trófico no sentido de evitar o desenvolvimento de fluorescências. Assim sugere-se a implementação de um tratamento adequado para a produção de água de consumo e a organização de ações de sensibilização e aviso e informação às populações que utilizam os reservatórios em Portugal e no Brasil para diversos usos. - ABSTRACT - As a life fundamental natural resource, water and aquatic ecosystems must be continuously evaluated in their physical, chemical and biological quality. According World Health Organization, 1.1 billion people has no chance to access any kind of potable water. Populations living near rivers, lagoons or reservoirs use those waters to content their needs, increasing risks disease transmission. As members of phytoplankton community, cyanobacteria are prokaryotic, photosynthetic microorganisms and get its nutrients directly from water column. The increase of this nutrients (especially nitrogen and phosphorus) associated with favorable environment conditions, can support a sudden grow and instigate blooms. Under specific conditions cyanobacteria can produce toxins and several records have shown that toxic blooms are responsible by acute poisoning and death in animals and humans so, water for human consumption must be regularly surveyed for this biologic element. The aim of this study is to correlate Cyanobacteria blooms (>2.000cels/ml) and connected toxicity with public health impact, evaluated through water consumption. In Portugal, eight reservoirs located in the South region were selected and study between 2000 and 2008. In Brazil, Três Marias reservoir (Minas Gerais Provence) and Tucuruí (Pará Provence) were selected and study in 2005 and 2006. Reservoirs were characterized in physical and chemical aspects, as well as phytoplankton community, through identification and counting of main present groups along study period. In bloom circumstances, liver toxins and neurotoxins producers like Aphanizomenon sp, Microcystis aeruginosa and Oscillatoria sp. were founded in Portuguese reservoirs. In Brazil, cyanobacteria genera involved in toxic bloom were Microcystis (> 350.000 cels/ml) and Cylindrospermopsis. This genera presence represents a potential risk for public health, and show the requirement to implement mitigation measures in all study reservoirs. These measures can be represented by water eutrophication control to avoid blooms, by appropriate treatments of water to human consumption, and public warnings or information to dose people in Portugal and Brazil that use these reservoirs to several activities.

Cyanobacteria toxicity: potential public health impact in South Portugal populations

Cyanobacteria are prokaryotic, plantlike organisms present in lakes, recreational waters, and reservoirs, and often dominate phytoplankton communities in warm, nutrient-enriched hard waters. A stable water column rich in certain nutrients, especially nitrogen and phosphorus, is associated with favorable environmental conditions that support development of cyanobacterial population maxima or "blooms." Under specific conditions, cyanobacteria produce toxins that are responsible for acute poisoning and death of animals and humans. The main aim of this study was to correlate the presence of cyanobacteria blooms with potential toxicity to humans as a public health issue. In Portugal, seven reservoirs located in the southern region were selected and studied between 2000 and 2008. Reservoirs were characterized by physical and chemical aspects, and identification of phytoplankton communities. In the case of cyanobacterial blooms, toxins that affected the liver, nervous system, and skin were detected, namely, Microcystis aeruginosa, Aphanizomenon spp., and Oscillatoria. These findings suggest the presence of a potential risk for public health, and indicate the need to implement mitigation measures in all studied reservoirs. These measures may involve (1) water eutrophication control to avoid blooms, (2) appropriate treatment of water for human consumption, and (3) public warnings or information to those individuals that use these reservoirs for several recreational activities.

Remoção de fibrocimento: amianto

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil Ramo Edificações

ECG Biometrics: A Template Selection Approach

Electrocardiography (ECG) biometrics is emerging as a viable biometric trait. Recent developments at the sensor level have shown the feasibility of performing signal acquisition at the fingers and hand palms, using one-lead sensor technology and dry electrodes. These new locations lead to ECG signals with lower signal to noise ratio and more prone to noise artifacts; the heart rate variability is another of the major challenges of this biometric trait. In this paper we propose a novel approach to ECG biometrics, with the purpose of reducing the computational complexity and increasing the robustness of the recognition process enabling the fusion of information across sessions. Our approach is based on clustering, grouping individual heartbeats based on their morphology. We study several methods to perform automatic template selection and account for variations observed in a person's biometric data. This approach allows the identification of different template groupings, taking into account the heart rate variability, and the removal of outliers due to noise artifacts. Experimental evaluation on real world data demonstrates the advantages of our approach.

Mineralização óssea em recém-nascidos pré-termo com diferente suprimento parentérico de cálcio e fósforo: resultados preliminares

Introdução: Os recém-nascidos pré-termo estão em risco acrescido de desenvolver osteopénia, pela dificuldade no suprimento parentérico de aporte mineral suficiente. Existe uma grande amplitude de doses de cálcio e fósforo recomendadas para estes recém-nascidos por via parentérica, havendo também um elevado risco de precipitação mineral nestas soluções. A ultrassonografia quantitativa é um método recentemente utilizado para avaliação da mineralização óssea em recém-nascidos pré-termo. Objectivo: Medir a mineralização óssea a recém-nascidos pré-termo submetidos a nutrição parentérica com duas doses diferentes doses de cálcio e fósforo. Métodos: Foram incluídos recém-nascidos pré-termo (IGd<33semanas) consecutivos, com necessidade de aporte nutricional parentérico, que foram aleatorizados para receber um aporte parentérico diário de cálcio de 40-50mg.kg-1 (1,00-1,25 mmol.kg-1) (grupo Convencional) ou 70-80mg.kg-1 (1,75-2,00mmol.dl-1) (grupo Alta). Foi mantida a razão mássica Ca:P de 1,7:1 nos dois grupos. Foram efectuadas medições semanais por ultrassonografia quantitativa no ponto médio da tíbia, até serem atingidas as 40 semanas de idade de gestação corrigida. Estabeleceu-se um outro grupo (Controlo) referente apenas à mineralização óssea na primeira semana de vida de recém-nascidos (IGd<40 semanas), para reflectir a mineralização intrauterina. Resultados: Foram incluídos 19 recém-nascidos (grupo Convencional=7, grupo Alta=12), com (média±DP) IG 30,4±1.9 semanas e peso à nascença 1360±400g. Os recém-nascidos inclídos no grupo convencional apresentaram uma mineralização óssea significativamente inferior à dos controlos, o que não ocorreu quando comparados os grupos alta e controlo (para as 32 semanas de idade de gestação corrigida). Os recém-nascidos do grupo Convencional apresentaram ainda mineralização óssea significativamente mais baixa na terceira semana pós-natal, comparativamente com o grupo Alta (p=0,030). Conclusões: A manter-se a tendência, talvez haja um efeito benéfico de uma dose parentérica mais elevada de cálcio e fósforo na mineralização óssea de RNs pré-termo sem o risco de nefrocalcinose. A mineralização óssea intrauterina parece ser superior à do recém-nascido submetido a nutrição parentérica sem manipulação do seu aporte mineral; no entanto, a utilização de soluções parentéricas enriquecidas em minerais ósseos parece provocar uma mineralização óssea semelhante à adquirida no útero.