Negotiation mechanism for self-organized scheduling system

This paper presents a negotiation mechanism for Dynamic Scheduling based on Swarm Intelligence (SI). Under the new negotiation mechanism, agents must compete to obtain a global schedule. SI is the general term for several computational techniques which use ideas and get inspiration from the social behaviors of insects and other animals. This work is concerned with negotiation, the process through which multiple selfinterested agents can reach agreement over the exchange of operations on competitive resources.

Collective intelligence on dynamic manufacturing scheduling optimization

Swarm Intelligence (SI) is a growing research field of Artificial Intelligence (AI). SI is the general term for several computational techniques which use ideas and get inspiration from the social behaviours of insects and of other animals. This paper presents hybridization and combination of different AI approaches, like Bio-Inspired Techniques (BIT), Multi-Agent systems (MAS) and Machine Learning Techniques (ML T). The resulting system is applied to the problem of jobs scheduling to machines on dynamic manufacturing environments.

Self-optimization aspects for dynamic scheduling

Scheduling is a critical function that is present throughout many industries and applications. A great need exists for developing scheduling approaches that can be applied to a number of different scheduling problems with significant impact on performance of business organizations. A challenge is emerging in the design of scheduling support systems for manufacturing environments where dynamic adaptation and optimization become increasingly important. At this scenario, self-optimizing arise as the ability of the agent to monitor its state and performance and proactively tune itself to respond to environmental stimuli.

Derivative-free optimization and filter methods to solve nonlinear constrained problems

In real optimization problems, usually the analytical expression of the objective function is not known, nor its derivatives, or they are complex. In these cases it becomes essential to use optimization methods where the calculation of the derivatives, or the verification of their existence, is not necessary: the Direct Search Methods or Derivative-free Methods are one solution. When the problem has constraints, penalty functions are often used. Unfortunately the choice of the penalty parameters is, frequently, very difficult, because most strategies for choosing it are heuristics strategies. As an alternative to penalty function appeared the filter methods. A filter algorithm introduces a function that aggregates the constrained violations and constructs a biobjective problem. In this problem the step is accepted if it either reduces the objective function or the constrained violation. This implies that the filter methods are less parameter dependent than a penalty function. In this work, we present a new direct search method, based on simplex methods, for general constrained optimization that combines the features of the simplex method and filter methods. This method does not compute or approximate any derivatives, penalty constants or Lagrange multipliers. The basic idea of simplex filter algorithm is to construct an initial simplex and use the simplex to drive the search. We illustrate the behavior of our algorithm through some examples. The proposed methods were implemented in Java.

Derivative-free nonlinear optimization filter simplex

The filter method is a technique for solving nonlinear programming problems. The filter algorithm has two phases in each iteration. The first one reduces a measure of infeasibility, while in the second the objective function value is reduced. In real optimization problems, usually the objective function is not differentiable or its derivatives are unknown. In these cases it becomes essential to use optimization methods where the calculation of the derivatives or the verification of their existence is not necessary: direct search methods or derivative-free methods are examples of such techniques. In this work we present a new direct search method, based on simplex methods, for general constrained optimization that combines the features of simplex and filter methods. This method neither computes nor approximates derivatives, penalty constants or Lagrange multipliers.

Numerical optimization experiments using the hyperbolic smoothing strategy to solve MPCC

In this work we solve Mathematical Programs with Complementarity Constraints using the hyperbolic smoothing strategy. Under this approach, the complementarity condition is relaxed through the use of the hyperbolic smoothing function, involving a positive parameter that can be decreased to zero. An iterative algorithm is implemented in MATLAB language and a set of AMPL problems from MacMPEC database were tested.

Optimization, high availability and redundancy in information communications and technology using networks and systems virtualization architectures

Mestrado em Engenharia Informática

Efetividade da reeducação postural global no tratamento de um caso de lombociatalgia de origem discal

A Reeducação Postural Global (RPG) é um método que promove o alongamento da musculatura estática (tónica), incluindo a intervertebral, que está constantemente em contração, originando grandes forças compressivas sobre o disco intervertebral. Apesar de ser uma modalidade de tratamento muito utilizada, existem poucos estudos que suportem a sua base teórica e a sua efetividade clínica. Objetivo: Avaliar a efetividade do método de RPG no tratamento de um caso de lombociatalgia de origem discal. Métodos: Estudo de caso clínico de um professor de 56 anos de idade, com sintomas de hérnia discal lombar no nível de L4-L5, associada a uma anterolistesis de L5, confirmada por Ressonância Magnética. A avaliação e tratamento centrou-se no método de RPG realizado ao longo de duas sessões. Na primeira sessão foi utilizada uma postura de abertura de coxofemoral em decúbito durante 30 minutos, enquanto que na segunda foi utilizada inicialmente essa postura durante 20 minutos, seguida de uma postura em fechamento de coxofemoral em carga durante 15 minutos. Foram analisados os dados relativos à avaliação postural (inspecção visual), à dor (Escala Visual Analógica), à força muscular dos peroniais e extensores dos dedos (Teste Muscular Manual), à presença de formigueiro e ao reflexo aquiliano antes e depois de cada uma das sessões. Resultados: No final das duas sessões, verificaram-se alterações na avaliação postural, principalmente com a diminuição da hiperlordose lombar e da retroversão dos ilíacos, normalização do reflexo aquiliano e da força muscular, diminuição da sensação de formigueiro e desaparecimento total da dor. Conclusão: Os resultados obtidos neste estudo sugerem que a Reeducação Postural Global foi efectiva no tratamento de um caso de lombociatalgia com origem numa hérnia discal lombar.

A abordagem global do Fisioterapeuta na dor pélvica no pós-parto

O presente estudo de caso surge no âmbito da prática clínica privada, na área de intervenção da fisioterapia na saúde da mulher, em particular na intervenção multifactorial em sequelas após parto. Iremos descrever e analisar o processo da fisioterapia aplicado a uma mulher de 34 anos com dor lombar/pélvica a qual teve início três semanas após o parto do seu terceiro filho. Este sintoma considerado como principal, que levou à procura dos cuidados de fisioterapia, além das implicações ao nível da estrutura e função, tinha um grande impacto no desempenho de actividades, pela dificuldade em realizar movimentos livremente, especificamente passar da posição de sentado para de pé e na marcha. O impacto na participação social era também considerável, em particular na capacidade de prestar os cuidados necessários ao seu bebé. Além desta queixa, a utente apresentava ainda dor ao nível da zona do períneo, perdas de urina sempre que tosse e dificuldades na amamentação. Todos os problemas referidos pela utente, são muito frequentes nas mulheres após o parto, tendo estes tendencialmente uma resolução natural nas duas a três primeiras semanas, pelo que, a maioria das mulheres não recorre a ajuda para os resolver. No entanto, existe uma percentagem que os estudos nos apontam entre os 16% e os 7% que mantêm a dor lombar/pélvica até às 23 semanas dor essa que como no caso presente, pode ser muito incapacitante, sendo estas as situaçõesque mais poderão beneficiar do apoio da fisioterapia na resolução das suas queixas. Sendo que, a dor lombar e pélvica são um dos grandes problemas de saúde, responsável pela maior fatia do absentismo e pela grande procura de consultas médicas constituindo-se pois como um problema socioeconómico em toda a Europa, para a população em geral. A dor lombar baixa (DLB) ou lombalgia afecta principalmente a população activa e está sempre associada a custos elevados em saúde, absentismo e incapacidade apesar de todos os esforços que têm vindo a ser desenvolvidos no sentido da sua prevenção. A DLB é geralmente definida como sendo uma dor situada entre a 12ª costela e a prega glútea. A dor na cintura pélvica (DCP), muitas vezes confundida por lombalgia é uma queixa mais comum e incapacitante do que a lombalgia tanto na gravidez como no período após o parto (Hofmeyr; Abdel-Aleem & Abdel-Aleem, 2008). O risco de vir a ter dor lombar ou pélvica na gravidez ou após o parto é maior nas mulheres com queixas de dor lombar/pélvica prévia.Cerca de 10% das mulheres reportam a sua história de dores lombares ao período da gravidez ou após o parto. Os desequilíbrios musculares provocados pela gravidez, devido ao aumento do peso feto ao longo dos nove meses e ás alterações hormonais mantêm-se no puerpério dando muitas vezes lugar a quadros de dor e incapacidade na zona da cintura pélvica e lombar (Mens, 1996)Neste contexto o fisioterapeuta terá de actuar na prevenção do aparecimento das queixas e no caso de estas existirem tratá-las e prevenir desde logo as recorrências. Na última década tem havido um grande esforço tanto da parte dos clínicos como dos investigadores no sentido de estudar não só a dor mas a etiologia da DCP. Tanto a definição como a nomenclatura nesta área eram confusas surgindo a necessidade de se criar um grupo de trabalho. Dentro da COST ACTION B13 constituída para elaborar o“European Guidelines for the Management of Low Back Pain “ em 2006 (van Tulder; Becker; Bekkering; Breen; del Real; Hutchinson; Koes; Laerum & Malmivaara, 2006) surge o “Working Group 4” (WG4) nome dado ao grupo de trabalho constituído para elaborar os “European Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Pelvic Girdle Pain” (Ronchetti; Vleeming & van Wingerden, 2008), guidelines da dor pélvica. O principal objectivo destes guidelines passa pela proposta de um conjunto de recomendações que possam suportar futuros guidelines nacionais e internacionais sobre a DCP. Deverão ainda ajudar na prevenção de complicações a longo prazo, redução da dor e diminuição das incapacidades .O âmbito deste guideline em particular é promover uma abordagem realística com o intuito de melhorar o diagnóstico e tratamento da DCP através de: Recomendações sobre o diagnóstico e actuação clínica na DCP; Abordagem baseada na evidência dada pelos guidelines clínicos existentes; Recomendações aceites por todas as profissões de saúde dos países participantes; Facilitar uma abordagem multidisciplinar; estimulando a colaboração e uma aproximação consistente entre os profissionais de saúde. Segundo a WG4 a Dor na Cintura Pélvica (DCP) é definida por uma dor sentida entre a crista iliaca posterior e a prega glútea, localizando-se com especial incidência na zona da articulação sacro ilíaca (SI) podendo irradiar para a parte posterior da coxa e surgir simultaneamente/ou separadamente, dor na sínfise púbica: A capacidade para andar, estar de pé e sentada;está geralmente diminuída. Esta condição surge geralmente relacionada com a gravidez, trauma ou artrite. O diagnóstico da DCP é feito: Após se ter excluído o diagnóstico de DLB; Quando a dor ou alterações funcionais referentes à dor pélvica podem ser reproduzidas por testes clínicos específicos. A causa da DCP é multifactorial e pode estar relacionada com diferentes condições, gravidez, pós parto, espondilite anquilosante ou trauma. Na maioria dos casos não existe nenhuma explicação óbvia para o aparecimento da DCP, contudo durante a gravidez o corpo da mulher está exposto a determinados factores que têm impacto na estabilidade e dinâmica da cintura pélvica. Um destes factores é a hormona relaxina que em combinação com outras hormonas provoca laxidão dos ligamentos da cintura pélvica assim como de todas as outras estruturas ligamentares. De acordo com os estudos de Albert et al. (2002) o ponto de prevalência de mulheres que sofrem de DCP durante a gravidez é próximo dos 20% sendo forte a evidência no que respeita a este valor. É difícil comparar os estudos existentes na literatura porque a DCP é muitas vezes incluída na dor lombar. Contudo, naqueles em que a DCP é definida e estudada separadamente, o que se encontra é similar e aceitável. Depois da gravidez a prevalência da DCP rapidamente baixa para 7% nos três primeiros meses (Petersen; Olsen; Laslett; Thorsen; Manniche; Ekdahl & Jacobsen, 2004); (Albert; Godskesen & Westergaard, 2001) A percentagem de mulheres que sofrem de dor severa depois da gravidez era 3, 3,2,2,1 e 1% respectivamente 1,3,6,12,18 e 24 meses depois do parto (Albert et al., 2001). As mulheres que apresentavam DCP persistente depois do parto muitas vezes também tinham queixas de dor severa durante a gravidez., 21% das mulheres com queixas de dor severa durante a gravidez ainda apresentavam DCP com teste provocatórios de dor positivo dois anos após o parto (Albert et al., 2001). No estudo de (Ostgaard & Andersson) 5% das mulheres apresentavam dor severa depois da gravidez, e nos seus estudos (Ostgaard; Roos-Hansson & Zetherstrom); (Ostgaard; Zetherstrom & Roos-Hansson) o ponto de prevalência no follow up no período do pós parto á 11ª e 23ª semana, foi respectivamente de 16 e 7%. Estes números são relativos a uma população não tratada. Os principais factores de risco da DCP durante a gravidez são: uma história anterior de dor lombar; trauma prévio da pélvis (Mens et al 1996). Há uma ligeira evidência conflituosa (um estudo somente) que considera factor de risco a multiparidade e uma actividade laboral com elevadas cargas . Há acordo em que não são factores de risco: pilula anticoncepcional, o intervalo de tempo entre gravidezes, altura, peso, fumar e a idade. Uma revisão da literatura que teve como base a “European Guidelines for the Diagnosis and Treatment of pelvic girdle pain” (Vleeming et al 2008) revela que foram usados uma variedade de exames, procedimentos e testes para investigar doentes grávidas ou não. Nos estudos em que foram descritos os procedimentos dos exames são usados uma combinação de métodos: inspecção da marcha; postura e inclinação da bacia; palpação de ligamentos e músculos; teste para a sacro-ilíaca (SI) bloqueada; testes de provocação de dor para a SI e sínfise púbica. Os primeiros estudos focam-se mais na inspecção e palpação enquanto que os mais recentes incidem mais nos teste de provocação de dor, provavelmente devido a uma fidedignidade e especificidade maior. Os testes de provocação de dor mais fidedignos e mais usados para a dor na SI são o teste Thigh trust e o teste de Patrick´s Faber. Para a dor a nível da sínfise púbica o teste mais usado é a palpação da síinfise e o teste de Trendlenbourgh modificado usado como um teste de provocação de dor. A fim de se efectuar o diagnóstico da DCP são recomendados pela “European Guidelines for the diagnosis and treatment of pelvic girdle pain” que conste do exame clínico os testes de provocação de dor pélvica posterior, o Gaenslen´s sign, o teste de Patrick, o teste da compressão e o teste da distracção. De acordo com estas guidelines recomenda-se: Exercícios individualizados na gravidez; Um programa individualizado que deve incidir especialmente em exercícios de estabilização no intuito de melhorar o controlo e a estabilidade integrados num tratamento multifactorial adequado ao pós-parto; Medicação para alívio da dor se necessário à excepção das grávidas que só poderão tomar o paracetamol. O fisioterapeuta é o profissional com mais competências para intervir junto a utentes com problemas do foro músculo-esquelético. Para a sua resolução, o fisioterapeuta dispõe de várias formas de abordagem, como seja o método de McKenzie. O método de Mckenzie preconiza uma abordagem, um diagnóstico mecânico feito com base na resposta do doente a movimentos repetidos, a posições ou e actividades. Segundo Robin Mckenzie, o diagnóstico diferencial deve ser feito com o intuito de excluir qualquer patologia séria ou que, não seja adequada a um tipo de terapia mecânica. Ao fazer o seu diagnóstico o terapeuta deve restringir-se às lesões de origem músculo-esqueléticas. Quando o fisioterapeuta se especializa nesta área, o seu diagnóstico mecânico é de longe mais correcto,(Donelson, 1997) (Donelson; Aprill; Medcalf & Grant) do que aquele que é feito pela maioria dos profissionais médicos conseguindo, com fidelidade, afirmar se a dor tem origem discal ou não. No estudo de (Donelson, 1997) (Machado, 2006) foi avaliada a relação entre as respostas do fenómeno da centralização e periferialização da dor com dados discográficos, tendo concluído que o processo da avaliação ,segundo o método de Mckenzie, é seguro na distinção da dor de origem discogénica da não discogénica (P < 0.001) assim como é competente para um annulus incompetente (P < 0.042) em discos sintomáticos e é superior á imagem por ressonância magnética na distinção (P < 0.042) dor de discos “trincados” de discos não dolorosos. Noutros estudos como o de Hefford (2008) que se propôs a desenvolver o perfil do uso das classificações de diagnóstico e tratamento de Mckenzie por fisioterapeutas. credenciados no método de Mckenzie na Nova Zelândia, veio confirmar o que estudos anteriores já tinham feito dando validade externa ao método de Mckenzie, e suportando a avaliação mecânica de doentes da coluna de acordo com a preferência direccional. No estudo de (Machado, 2010) procurou-se avaliar qual o efeito a curto prazo de adicionar o Método de Mckenzie a cuidados de primeira linha em doentes com dor lombar aguda. Tendo concluído que o programa de tratamento baseado no método de Mckenzie e quando adicionado aos cuidados correntemente usados na dor lombar não produz melhoramentos apreciáveis adicionais a curto prazo no que respeita à dor, incapacidade, função ou num efeito global perceptível. No entanto, o método de Mckenzie parece reduzir a utilização dos serviços de saúde embora, não reduza o risco de o doente desenvolver sintomas persistentes. Noutro estudo o mesmo autor (Machado, 2006) mostra-nos que o método é mais efectivo do que a terapia passiva no tratamento da dor lombar aguda mas a magnitude da diferença diz que a evidência da utilização do método para a dor lombar crónica é limitada. Existem outros métodos que constituem alternativas eficazes para o tratamento da dor lombar e pélvica entre elas a Reeducação Postural Global (RPG). Este método de terapia física foi desenvolvido em França pelo fisioterapeuta Philippe Souchard. A sua abordagem terapêutica baseia-se numa ideia integrada do sistema muscular formado por cadeias musculares, que podem encurtar como resposta a factores de ordem constitucional, psicológicos ou comportamental. O objectivo do RPG é alongar os músculos encurtados usando a propriedade do “creep” típica dos tecidos visco elásticos e reforçar a contracção dos músculos antagonistas, evitando assim assimetrias posturais. Embora este método esteja implantado em muitos países de língua romana existem poucos estudos a suportar a sua eficácia clínica e base teórica Começam no entanto a surgir alguns estudos a comprovar a sua eficácia como o de (Bonetti, #1535;Bonetti, 2010) cujo objectivo foi comparar a curto e médio prazo dois grupos de utentes com dor lombar persistente e avaliar a eficácia de um programa de tratamento de RPG com um programa de exercícios de estabilização. Neste estudo o RPG é sugerido como uma forma mais eficaz de melhorar a dor e diminuir a incapacidade em doentes com dor lombar persistente do que, o programa de exercícios de estabilização, resultados estes que necessitam de ser confirmados com estudos de níveis mais elevados de standards metodológicos, incluindo uma melhor aleatorização, uma amostra maior e um maior follow up. O RPG constitui também uma possível abordagem à incontinência urinária (Fozzatti; Herrmann; Palma; Riccetto & Palma, 2010) tendo em alguns estudos como o de Fozatti surgido como uma alternativa ou um complemento ao fortalecimento dosMPP. Neste estudo foram constituídos dois grupos onde um seguiu um programa de fortalecimento dos MPP e outro um programa de RPG, em ambos os grupos houve melhoria tanto a nível do diário de micção durante três dias, como da avaliação funcional dos MPP e do King´s Health Questionnaire sendo sugerido que o RPG poderá ser uma alternativa ao fortalecimento dos MPP.

Basic dyestuffs removal from textile effluents using feathers: equilibrium, kinetic and column studies

This research work has been focused in the study of gallinaceous feathers, a waste that may be valorised as sorbent, to remove the Dark Blue Astrazon 2RN (DBA) from Dystar. This study was focused on the following aspects: optimization of experimental conditions through factorial design methodology, kinetic studies into a continuous stirred tank adsorber (at pH 7 and 20ºC), equilibrium isotherms (at pH 5, 7 and 9 at 20 and 45ºC) and column studies (at 20ºC, at pH 5, 7 and 9). In order to evaluate the influence of the presence of other components in the sorption of the dyestuff, all experiments were performed both for the dyestuff in aqueous solution and in real textile effluent. The pseudo-first and pseudo-second order kinetic models were fitted to the experimental data, being the latter the best fit for the aqueous solution of dyestuff. For the real effluent both models fit the experimental results and there is no statistical difference between them. The Central Composite Design (CCD) was used to evaluate the effects of temperature (15 - 45ºC) and pH (5 - 9) over the sorption in aqueous solution. The influence of pH was more significant than temperature. The optimal conditions selected were 45ºC and pH 9. Both Langmuir and Freundlich models could fit the equilibrium data. In the concentration range studied, the highest sorbent capacity was obtained for the optimal conditions in aqueous solution, which corresponds to a maximum capacity of 47± 4 mg g-1. The Yoon-Nelson, Thomas and Yan’s models fitted well the column experimental data. The highest breakthrough time for 50% removal, 170 min, was obtained at pH 9 in aqueous solution. The presence of the dyeing agents in the real wastewater decreased the sorption of the dyestuff mostly for pH 9, which is the optimal pH. The effect of pH is less pronounced in the real effluent than in aqueous solution. This work shows that feathers can be used as sorbent in the treatment of textile wastewaters containing DBA.

The development and optimization of a modified single-drop microextraction method for organochlorine pesticides determination by gas chromatography-tandem mass spectrometry

We have developed a new method for single-drop microextraction (SDME) for the preconcentration of organochlorine pesticides (OCP) from complex matrices. It is based on the use of a silicone ring at the tip of the syringe. A 5 μL drop of n-hexane is applied to an aqueous extract containing the OCP and found to be adequate to preconcentrate the OCPs prior to analysis by GC in combination with tandem mass spectrometry. Fourteen OCP were determined using this technique in combination with programmable temperature vaporization. It is shown to have many advantages over traditional split/splitless injection. The effects of kind of organic solvent, exposure time, agitation and organic drop volume were optimized. Relative recoveries range from 59 to 117 %, with repeatabilities of <15 % (coefficient of variation) were achieved. The limits of detection range from 0.002 to 0.150 μg kg−1. The method was applied to the preconcentration of OCPs in fresh strawberry, strawberry jam, and soil.

Optimization of QuEChERS method for the analysis of organochlorine pesticides in soils with diverse organic matter

A QuEChERS method has been developed for the determination of 14 organochlorine pesticides in 14 soils from different Portuguese regions with wide range composition. The extracts were analysed by GC-ECD (where GC-ECD is gas chromatography-electron-capture detector) and confirmed by GC-MS/MS (where MS/MS is tandem mass spectrometry). The organic matter content is a key factor in the process efficiency. An optimization was carried out according to soils organic carbon level, divided in two groups: HS (organic carbon>2.3%) and LS (organic carbon<2.3%). Themethod was validated through linearity, recovery, precision and accuracy studies. The quantification was carried out using a matrixmatched calibration to minimize the existence of the matrix effect. Acceptable recoveries were obtained (70–120%) with a relative standard deviation of ≤16% for the three levels of contamination. The ranges of the limits of detection and of the limits of quantification in soils HS were from 3.42 to 23.77 μg kg−1 and from 11.41 to 79.23 μg kg−1, respectively. For LS soils, the limits of detection ranged from 6.11 to 14.78 μg kg−1 and the limits of quantification from 20.37 to 49.27 μg kg−1. In the 14 collected soil samples only one showed a residue of dieldrin (45.36 μg kg−1) above the limit of quantification. This methodology combines the advantages of QuEChERS, GC-ECD detection and GC-MS/MS confirmation producing a very rapid, sensitive and reliable procedure which can be applied in routine analytical laboratories.

Optimization and validation of organochlorine compounds in adipose tissue by SPE-gas chromatography

Scientific evidence has shown an association between organochlorine compounds (OCC) exposure and human health hazards. Concerning this, OCC detection in human adipose samples has to be considered a public health priority. This study evaluated the efficacy of various solid-phase extraction (SPE) and cleanup methods for OCC determination in human adipose tissue. Octadecylsilyl endcapped (C18-E), benzenesulfonic acid modified silica cation exchanger (SA), poly (styrene-divinylbenzene (EN) and EN/RP18 SPE sorbents were evaluated. The relative sample cleanup provided by these SPE columns was evaluated using gas chromatography with electron capture detection (GC–ECD). The C18-E columns with strong homogenization were found to provide the most effective cleanup, removing the greatest amount of interfering substance, and simultaneously ensuring good analyte recoveries higher than 70%. Recoveries>70% with standard deviations (SD)<15% were obtained for all compounds under the selected conditions. Method detection limits were in the 0.003–0.009 mg/kg range. The positive samples were confirmed by gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS). The highest percentage found of the OCC in real samples corresponded to HCB, o,p′-DDT and methoxychlor, which were detected in 80 and 95% of samples analyzed respectively. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.

Mass spectrometry parameters optimization for the 46 multiclass pesticides determination in strawberries with gas chromatography ion-trap tandem mass spectrometry

Multiclass analysis method was optimized in order to analyze pesticides traces by gas chromatography with ion-trap and tandem mass spectrometry (GC-MS/MS). The influence of some analytical parameters on pesticide signal response was explored. Five ion trap mass spectrometry (IT-MS) operating parameters, including isolation time (IT), excitation voltage (EV), excitation time (ET),maximum excitation energy or “q” value (q), and isolationmass window (IMW) were numerically tested in order to maximize the instrument analytical signal response. For this, multiple linear regression was used in data analysis to evaluate the influence of the five parameters on the analytical response in the ion trap mass spectrometer and to predict its response. The assessment of the five parameters based on the regression equations substantially increased the sensitivity of IT-MS/MS in the MS/MS mode. The results obtained show that for most of the pesticides, these parameters have a strong influence on both signal response and detection limit.Using the optimized method, a multiclass pesticide analysis was performed for 46 pesticides in a strawberry matrix. Levels higher than the limit established for strawberries by the European Union were found in some samples.

Natural organic matter fractionation along the treatment of water for human consumption

The main objective of this study was to characterize the organic matter present in raw water and along the treatment process, as well as its seasonal variation. A natural organic matter fractionation approach has been applied to Lever water treatment plant located in Douro River, in Oporto (Portugal). The process used was based on the sorption of dissolved organic matter in different types of ion exchange resins, DAX-8, DAX-4 and IRA-958, allowing its separation into four fractions: very hydrophobic acids (VHA), slightly hydrophobic acids (SHA), charged hydrophilic (CHA) and hydrophilic neutral (NEU). The dissolved organic carbon (DOC) determination was used to quantify dissolved organic matter. Samples were collected monthly, during approximately one year, from raw water captured at the surface and under the bed of the river, and after each step of the treatment: pre-filtration in sand/anthracite filters, ozonation, coagulation/flocculation, counter current dissolved air flotation and filtration (CoCoDAFF) and chlorination. The NEU fraction showed a seasonal variation, with maximum values in autumn for the sampling points corresponding to raw water captured at the surface and under the bed of the river. It was usually the predominating fraction and did not show a significant decrease throughout the treatment. Nevertheless their low concentration, the same occurred for the CHA and VHA fractions. There was an overall decrease in the SHA fraction throughout the water treatment (especially after CoCoDAFF and ozonation) as well as in the DOC. The TSUVA254 values obtained for raw water generally varied between 2.0 and 4.0 L mgC-1 m-1 and between 0.75 and 1.78 L mgC-1 m-1 for treated water. It was observed a decrease of TSUVA values along the treatment, especially after ozonation. These results may contribute to a further optimization in the process of treating water for human consumption.