Water treatments in semi-closed cooling circuits and their impact on the quality of effluents discharged by CERN

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Gestão de Sistemas Ambientais

Water treatments in semi-closed cooling circuits and their impact on the quality of effluents discharged by CERN

Mestrado integrado em Engenharia do Ambiente, perfil: Gestão de Sistemas Ambientais

Transport mechanism in ionic liquid membranes and the study of thiomersal biodegradation

The initial goal of this work was the development of a supported liquid membrane (SLM) bioreactor for the remediation of vaccine production effluents contaminated with a highly toxic organomercurial – thiomersal. Therefore, two main aspects were focused on: 1) the development of a stable supported liquid membrane – using room temperature ionic liquids (RTILs) – for the selective transport of thiomersal from the wastewater to a biological compartment, 2) study of the biodegradation kinetics of thiomersal to metallic mercury by a Pseudomonas putida strain. The first part of the work focused on the evaluation of the physicochemical properties of ionic liquids and on the SLMs’ operational stability. The results obtained showed that, although it is possible to obtain a SLM with a high stability, water possesses nonnegligible solubility in the RTILs studied. The formation of water clusters inside the hydrophobic ionic liquid was identified and found to regulate the transport of water and small ions. In practical terms, this meant that, although it was possible to transport thiomersal from the vaccine effluent to the biological compartment, complete isolation of the microbial culture could not be guaranteed and the membrane might ultimately be permeable to other species present in the aqueous vaccine wastewater. It was therefore decided not to operate the initially targeted integrated system but, instead, the biological system by itself. Additionally, attention was given to the development of a thorough understanding of the transport mechanisms involved in the solubilisation and transport of water through supported liquid membranes with RTILs as well as to the evaluation of the effect of water uptake by the SLM in the transport mechanisms of water-soluble solutes and its effect on SLM performance. The results obtained highlighted the determinant role played by water – solubilised inside the ionic liquids – on the transport mechanism. It became clear that the transport mechanism of water and water-soluble solutes through SLMs with [CnMIM][PF6] RTILs was regulated by the dynamics of water clusters inside the RTIL, rather than by molecular diffusion through the bulk of the ionic liquid. Although the stability tests vi performed showed that there were no significant losses of organic phase from the membrane pores, the formation of water clusters inside the ionic liquid, which constitute new, non-selective environments for solute transport, leads to a clear deterioration of SLM performance and selectivity. Nevertheless, electrical impedance spectroscopy characterisation of the SLMs showed that the formation of water clusters did not seem to have a detrimental effect on the SLMs’ electrical characteristics and highlighted the potential of using this type of membranes in electrochemical applications with low resistance requirements. The second part of the work studied the kinetics of thiomersal degradation by a pure culture of P. putida spi3 strain, in batch culture and using a synthe tic wastewater. A continuous ly stirred tank reactor fed with the synthetic wastewater was also operated and the bioreactor’s performance and robustness, when exposed to thiomersal shock loads, were evaluated. Finally, a bioreactor for the biological treatment of a real va ccine production effluent was set up and operated at different dilution rates. Thus it was possible to treat a real thiomersal-contaminated effluent, lowering the outlet mercury concentration to values below the European limit for mercury effluent discharges.

Brownian motion with drift threshold model

In this thesis we implement estimating procedures in order to estimate threshold parameters for the continuous time threshold models driven by stochastic di®erential equations. The ¯rst procedure is based on the EM (expectation-maximization) algorithm applied to the threshold model built from the Brownian motion with drift process. The second procedure mimics one of the fundamental ideas in the estimation of the thresholds in time series context, that is, conditional least squares estimation. We implement this procedure not only for the threshold model built from the Brownian motion with drift process but also for more generic models as the ones built from the geometric Brownian motion or the Ornstein-Uhlenbeck process. Both procedures are implemented for simu- lated data and the least squares estimation procedure is also implemented for real data of daily prices from a set of international funds. The ¯rst fund is the PF-European Sus- tainable Equities-R fund from the Pictet Funds company and the second is the Parvest Europe Dynamic Growth fund from the BNP Paribas company. The data for both funds are daily prices from the year 2004. The last fund to be considered is the Converging Europe Bond fund from the Schroder company and the data are daily prices from the year 2005.

2,4,6- Ttrichloroanisol:a consumer panel evaluation

“Cork taint” is a major problem in wine industry and is caused by contamination of wines. This contamination is usually attributed to wine cork stoppers and 2,4,6-trichloroanisole (2,4,6-TCA) is one of the compounds mostly associated to this off-flavour. In this work, a consumer panel performed “forced choice” triangular tests in order to measure Odour Detection Thresholds (ODT) and Taste Detection Thresholds (TDT) of 2,4,6-TCA in water, hydro-alcoholic solutions (11.5% and 18% ethanol) and white and red wines. A paired preference test was also performed by the panel in order to measure Odour Rejection Threshold (ORT) in white and red wine spiked with 2,4,6-TCA. Results obtained show that the ODT and the TDT for 2,4,6-TCA in water were 0.2 and 0.3 ng/L, respectively. In hydro-alcoholic solutions with 11.5% and 18% ethanol the ODT were 4 and 10 ng/L respectively. In red wine the ODT and the TDT were 0.9 and 1.7 ng/L and in white wine were 1.5 and 1.0 ng/L respectively. ORT for white was 10.4 ng/L and for red wines 16.0 ng/L. These results suggest that although this group of consumers detected very low concentrations of 2,4,6-TCA in wines, they did not reject the wine at these low concentration values.

Ostracodes; witnesses of the Plio-Quaternary boundary in the North Eastern Atlantic preliminary results

Proceedings of the 1" R.C.A.N.S. Congress, Lisboa, October 1992

Saúde mental, qualidade de vida e acesso aos cuidados de saúde na comunidade brasileira de Lisboa

Introdução: A utilização de serviços de saúde tem implicações importantes para o estado de saúde das populações. As políticas de imigração adoptadas nos países de destino têm influência no estado de saúde das comunidades imigrantes. Políticas que limitam o acesso de imigrantes aos cuidados de saúde aumentarão a vulnerabilidade e os riscos na saúde. Apesar da imigração promover uma série de rupturas na vida do sujeito, migrar, por si só, não pode ser considerado como factor de risco no âmbito da saúde e da saúde mental. O peso dos determinantes socioeconómicos tem ganho relevância no estudo das migrações, estado de saúde geral e mental. Isto porque, em geral, os imigrantes estão em situação mais precária do que a população autóctone. O estatuto socioeconómico baixo, as condições precárias de habitação e de trabalho, a falta de suporte social e a irregularidade jurídica são indicadores de risco acrescido para a saúde mental. Neste sentido é um desafio de monta os governos estabelecerem medidas sustentadas e, simultaneamente, integradoras dos imigrantes. Em Portugal, considera-se que há escassez de estudos relacionados com a área das migrações e da saúde.Metodologia: Estudo exploratório, descritivo e transversal. A finalidade foi a de identificar o estado de saúde, saúde mental e qualidade de vida da comunidade brasileira residente em Lisboa e o seu acesso aos serviços de saúde. Este estudo teve como principais objectivos a caracterização sociodemográfica, a identificação de variáveis inerentes ao processo migratório, a identificação da auto-apreciação do estado de saúde, a caracterização do acesso aos cuidados de saúde, a identificação do grupo em provável sofrimento psicológico, a comparação entre os resultados dos imigrantes juridicamente regulares e irregulares e a comparação entre a população imigrante e a população portuguesa. Inicialmente, foi prevista a utilização da técnica de amostragem de propagação geométrica ou snowball, pois a amostra tornar-se-ia maior à medida que os próprios inquiridos identificam outros potenciais respondentes. Ao longo do estudo, a metodologia inicial mostrou-se insuficiente para estabelecer uma amostra mais representativa dos imigrantes juridicamente irregulares. Para este feito, foi utilizada a metodologia de amostragem por conveniência e o local escolhido para a recolha da amostra foi o Consulado do Brasil em Lisboa. O instrumento de recolha de dados empregue baseou-se no questionário utilizado no 4º Inquérito Nacional de Saúde. O MHI-5 (Mental Health Index 5) é um instrumento de saúde mental e é parte integrante do inquérito, sendo recomendado pela Organização Mundial de Saúde. Consta de cinco itens relativos à saúde mental e os resultados são classificados através de um indicador que mede a existência de provável sofrimento psicológico. Foram incluídos no estudo 213 brasileiros. De seguida, procedeu-se ao tratamento estatístico dos dados. Resultados: A população inquirida é jovem, a maior parte tem entre 18 e 44 anos. As mulheres representam mais de metade da amostra. A taxa de actividade é elevada e a taxa de desemprego é similar à nacional. A inserção laboral prioritária é nos segmentos pouco qualificados ou de semi-qualificação. Aproximadamente um terço dos inquiridos afirmou ser beneficiário do Sistema Nacional de Saúde. A autoapreciação do estado de saúde é classificada como bastante positiva, assim como a qualidade de vida. O provável sofrimento psicológico, definido no MHI-5 pelo ponto de corte no score 52, atinge 23,3% dos participantes. Os homens apresentam melhores resultados do que as mulheres. Além disso, para os valores mais baixos no MHI-5 foram encontradas relações com as longas jornadas de trabalho e o diagnóstico de doença crónica.Discussão: O presente estudo apresenta limitações em relação à dimensão da amostra e à provável existência de enviesamento pela ausência de aleatorização. Apesar da legislação portuguesa garantir o acesso aos serviços de saúde e garantir a equidade no caso dos imigrantes que fazem descontos para a Segurança Social, apenas um terço referiu ser beneficiário do Sistema Nacional de Saúde. Este dado pode ser justificado por factores como o cumprimento da lei por alguns serviços e, também, pela falta de conhecimento da legislação e da forma de funcionamento do Serviço Nacional de Saúde por parte dos imigrantes. O facto das mulheres representarem o maior grupo em provável sofrimento psicológico é consistente com a literatura. As hipóteses levantadas para explicar este resultado podem ser agrupadas em: artefactos metodológicos, causalidade biológica e determinação social. Em relação ao instrumento, é possível que o MHI-5 se comporte de forma diferente no que diz respeito ao género.-------------------------------------------Introduction: The utilization of health services has important implications for the health state of the populations. The immigration policies adopted in the destiny countries are going to influence the health state of immigrant communities. Policies that limit the access of immigrants to health care are going to increase the vulnerability and the risk factor in health. Although immigration promotes several disruptive actions in ones life, migrating, on its own, cannot be considered as a risk factor for health and mental health. The preponderance of the socioeconomic factors has gained relevance in the study of migrations and also in the study of general health state and mental health. This happens because, in general, immigrants are in a more unfavorable situation compared with the destiny country population. The low socioeconomic status, the poor working and housing conditions, the lack of social support and the juridical irregularity are indicators of the incremented risk to mental health. Therefore, it is a major challenge for governments to find sustainable, and simultaneously, integrative measures for the immigrants. The studies related with the migrations and health in Portugal were considered to be few.Methods: It is an exploratory, descriptive and transversal study. The purpose is to identify the health state, mental health, quality of life and the access to health care of the Brazilian community resident in Lisbon. In addition, this study has as main goals the sociodemographic characterization, the variables identification inherent to the migrating process, the identification of the self-appreciation of health state, the characterization of the access to health care, the identification of the group in probable psychological suffer, the comparison between the results of regular and irregular immigrants and the comparison between the immigrant population and the Portuguese population. Initially it was predicted the utilization of the geometric propagation or “snowball”, as sampling technique, because the sample becomes larger as one answerer identify other potential answering persons. Along with the study, the methodology has shown insufficient to establish a more representative sample of the irregular immigrants. For this latter case, it was used a convenient sample methodology and the place chosen for the sample gathering was the “Consulate of Brazil in Lisbon”. The instrument was based in the questionnaire used in the “4th National Health Inquiry”. The MHI-5 (Mental Health Index 5) is a mental health instrument which is part of the enquiry and it is recommended by the World Health Organization. There are five items related to mental health and the results are classified through an indicator which measures the existence of a probable psychological suffer. It were included 213 Brazilian in the study. After, the statistical treatment of the data took place.Results: The answering population is young and the majority is between the 18 and 44 years of age. The women represent more than one half of the sample. The activity rate is high and the unemployment rate is similar to the national one. The priority labor insertion is in the few qualified or of semi-qualification segments. Approximately, one third of the answering people has stated to be beneficiary of the National Health System. The self-appreciation of the health state as well as the quality of life are classified as fairly positive ones. The probable psychological suffer, as defined in the MHI-5 through the cut point in the score below or equal to 52, reaches 23,3% of the sample population. Men show the better results than women. Further, for the lower values of MHI-5 it was found a relation with the long work periods and chronic disease diagnostic. Discussion: The present study evidences limitations in relation to the sample dimension and in relation to the existence of biases due to the lack of randomness. Although the Portuguese legislation guarantees the access to health services and the equality in the cases of the immigrants that do their Social Security discounts, only one third has mentioned to be beneficiary of the National Health System. This can be justified by several facts such as the non-fulfillment of law by some national services or the lack of knowledge of the legislation or the functioning process of the National Health System. Women representing the bigger group in probable psychological suffer has been coherent with the literature review. The hypothesis set to explain this result might be grouped in: methodological artifacts, biologic cause and social determination. In relation to the instrument used, it may be that MHI-5 behaves in a different way in respect to gender.

Estudo da exposição profissional a formaldeído em laboratórios hospitalares de anatomia patológica

RESUMO - A exposição a formaldeído é reconhecidamente um dos mais importantes factores de risco presente nos laboratórios hospitalares de anatomia patológica. Neste contexto ocupacional, o formaldeído é utilizado em solução, designada comummente por formol. Trata-se de uma solução comercial de formaldeído, normalmente diluída a 10%, sendo pouco onerosa e, por esse motivo, a eleita para os trabalhos de rotina em anatomia patológica. A solução é utilizada como fixador e conservante do material biológico, pelo que as peças anatómicas a serem processadas são previamente impregnadas. No que concerne aos efeitos para a saúde do formaldeído, os efeitos locais parecem apresentar um papel mais importante comparativamente com os efeitos sistémicos, devido à sua reactividade e rápido metabolismo nas células da pele, tracto gastrointestinal e pulmões. Da mesma forma, a localização das lesões correspondem principalmente às zonas expostas às doses mais elevadas deste agente químico, ou seja, o desenvolvimento dos efeitos tóxicos dependerá mais da intensidade da dose externa do que da duração da exposição. O efeito do formaldeído no organismo humano mais facilmente detectável é a acção irritante, transitória e reversível sobre as mucosas dos olhos e aparelho respiratório superior (naso e orofaringe), o que acontece em geral para exposições frequentes e superiores a 1 ppm. Doses elevadas são citotóxicas e podem conduzir a degenerescência e necrose das mucosas e epitélios. No que concerne aos efeitos cancerígenos, a primeira avaliação efectuada pela International Agency for Research on Cancer data de 1981, actualizada em 1982, 1987, 1995 e 2004, considerando-o como um agente cancerígeno do grupo 2A (provavelmente carcinogénico). No entanto, a mais recente avaliação, em 2006, considera o formaldeído no Grupo 1 (agente carcinogénico) com base na evidência de que a exposição a este agente é susceptível de causar cancro nasofaríngeo em humanos. Constituiu objectivo principal deste estudo caracterizar a exposição profissional a formaldeído nos laboratórios hospitalares de anatomia patológica Portugueses. Pretendeu-se, ainda, descrever os fenómenos ambientais da contaminação ambiental por formaldeído e explorar eventuais associações entre variáveis. Considerou-se uma amostra de 10 laboratórios hospitalares de anatomia patológica, avaliada a exposição dos três grupos profissionais por comparação com os dois referenciais de exposição e, ainda, conhecidos os valores de concentração máxima em 83 actividades. Foram aplicados simultaneamente dois métodos distintos de avaliação ambiental: um dos métodos (Método 1) fez uso de um equipamento de leitura directa com o princípio de medição por Photo Ionization Detection, com uma lâmpada de 11,7 eV e, simultaneamente, realizou-se o registo da actividade. Este método disponibilizou dados para o referencial de exposição da concentração máxima; o outro método (Método 2) traduziu-se na aplicação do método NIOSH 2541, implicando o uso de bombas de amostragem eléctricas de baixo caudal e posterior processamento analítico das amostras por cromatografia gasosa. Este método, por sua vez, facultou dados para o referencial de exposição da concentração média ponderada. As estratégias de medição de cada um dos métodos e a definição dos grupos de exposição existentes neste contexto ocupacional, designadamente os Técnicos de Anatomia Patológica, os Médicos Anatomo-Patologistas e os Auxiliares, foram possíveis através da informação disponibilizada pelas técnicas de observação da actividade da análise (ergonómica) do trabalho. Estudaram-se diversas variáveis independentes, nomeadamente a temperatura ambiente e a humidade relativa, a solução de formaldeído utilizada, as condições de ventilação existentes e o número médio de peças processadas por dia em cada laboratório. Para a recolha de informação sobre estas variáveis foi preenchida, durante a permanência nos laboratórios estudados, uma Grelha de Observação e Registo. Como variáveis dependentes seleccionaram-se três indicadores de contaminação ambiental, designadamente o valor médio das concentrações superiores a 0,3 ppm em cada laboratório, a Concentração Média Ponderada obtida para cada grupo de exposição e o Índice do Tempo de Regeneração de cada laboratório. Os indicadores foram calculados e definidos através dos dados obtidos pelos dois métodos de avaliação ambiental aplicados. Baseada no delineado pela Universidade de Queensland, foi ainda aplicada uma metodologia de avaliação do risco de cancro nasofaríngeo nas 83 actividades estudadas de modo a definir níveis semi-quantitativos de estimação do risco. Para o nível de Gravidade considerou-se a informação disponível em literatura científica que define eventos biológicos adversos, relacionados com o modo de acção do agente químico e os associa com concentrações ambientais de formaldeído. Para o nível da Probabilidade utilizou-se a informação disponibilizada pela análise (ergonómica) de trabalho que permitiu conhecer a frequência de realização de cada uma das actividades estudadas. A aplicação simultânea dos dois métodos de avaliação ambiental resultou na obtenção de resultados distintos, mas não contraditórios, no que concerne à avaliação da exposição profissional a formaldeído. Para as actividades estudadas (n=83) verificou-se que cerca de 93% dos valores são superiores ao valor limite de exposição definido para a concentração máxima (VLE-CM=0,3 ppm). O “exame macroscópico” foi a actividade mais estudada e onde se verificou a maior prevalência de resultados superiores ao valor limite (92,8%). O valor médio mais elevado da concentração máxima (2,04 ppm) verificou-se no grupo de exposição dos Técnicos de Anatomia Patológica. No entanto, a maior amplitude de resultados observou-se no grupo dos Médicos Anatomo-Patologistas (0,21 ppm a 5,02 ppm). No que respeita ao referencial da Concentração Média Ponderada, todos os valores obtidos nos 10 laboratórios estudados para os três grupos de exposição foram inferiores ao valor limite de exposição definido pela Occupational Safety and Health Administration (TLV-TWA=0,75 ppm). Verificou-se associação estatisticamente significativa entre o número médio de peças processadas por laboratório e dois dos três indicadores de contaminação ambiental utilizados, designadamente o valor médio das concentrações superiores a 0,3 ppm (p=0,009) e o Índice do Tempo de Regeneração (p=0,001). Relativamente à temperatura ambiente não se observou associação estatisticamente significativa com nenhum dos indicadores de contaminação ambiental utilizados. A humidade relativa apresentou uma associação estatisticamente significativa apenas com o indicador de contaminação ambiental da Concentração Média Ponderada de dois grupos de exposição, nomeadamente com os Médicos Anatomo-Patologistas (p=0,02) e os Técnicos de Anatomia Patológica (p=0,04). A aplicação da metodologia de avaliação do risco nas 83 actividades estudadas permitiu verificar que, em cerca de dois terços (35%), o risco foi classificado como (pelo menos) elevado e, ainda, constatar que 70% dos laboratórios apresentou pelo menos 1 actividade com a classificação de risco elevado. Da aplicação dos dois métodos de avaliação ambiental e das informações obtidas para os dois referenciais de exposição pode concluir-se que o referencial mais adequado é a Concentração Máxima por estar associado ao modo de actuação do agente químico. Acresce, ainda, que um método de avaliação ambiental, como o Método 1, que permite o estudo das concentrações de formaldeído e simultaneamente a realização do registo da actividade, disponibiliza informações pertinentes para a intervenção preventiva da exposição por permitir identificar as actividades com a exposição mais elevada, bem como as variáveis que a condicionam. As peças anatómicas apresentaram-se como a principal fonte de contaminação ambiental por formaldeído neste contexto ocupacional. Aspecto de particular interesse, na medida que a actividade desenvolvida neste contexto ocupacional e, em particular na sala de entradas, é centrada no processamento das peças anatómicas. Dado não se perspectivar a curto prazo a eliminação do formaldeído, devido ao grande número de actividades que envolvem ainda a utilização da sua solução comercial (formol), pode concluir-se que a exposição a este agente neste contexto ocupacional específico é preocupante, carecendo de uma intervenção rápida com o objectivo de minimizar a exposição e prevenir os potenciais efeitos para a saúde dos trabalhadores expostos. ---------------- ABSTRACT - Exposure to formaldehyde is recognized as one of the most important risk factors present in anatomy and pathology laboratories from hospital settings. In this occupational setting, formaldehyde is used in solution, typically diluted to 10%, and is an inexpensive product. Because of that, is used in routine work in anatomy and pathology laboratories. The solution is applied as a fixative and preservative of biological material. Regarding formaldehyde health effects, local effects appear to have a more important role compared with systemic effects, due to his reactivity and rapid metabolism in skin, gastrointestinal tract and lungs cells. Likewise, lesions location correspond mainly to areas exposed to higher doses and toxic effects development depend more on external dose intensity than exposure duration. Human body formaldehyde effect more easily detectable is the irritating action, transient and reversible on eyes and upper respiratory tract (nasal and throat) membranes, which happen in general for frequent exposure to concentrations higher than 1 ppm. High doses are cytotoxic and can lead to degeneration, and also to mucous membranes and epithelia necrosis. With regard to carcinogenic effects, first assessment performed by International Agency for Research on Cancer in 1981, updated in 1982, 1987, 1995 and 2004, classified formaldehyde in Group 2A (probably carcinogenic). However, most recent evaluation in 2006, classifies formaldehyde carcinogenic (Group 1), based on evidence that exposure to this agent is likely to cause nasopharyngeal cancer in humans. This study principal objective was to characterize occupational exposure to formaldehyde in anatomy and pathology hospital laboratories, as well to describe formaldehyde environmental contamination phenomena and explore possible associations between variables. It was considered a sample of 10 hospital pathology laboratories, assessed exposure of three professional groups for comparison with two exposure metrics, and also knows ceiling concentrations in 83 activities. Were applied, simultaneously, two different environmental assessment methods: one method (Method 1) using direct reading equipment that perform measure by Photo Ionization Detection, with 11,7 eV lamps and, simultaneously, make activity description and film. This method provided data for ceiling concentrations for each activity study (TLV-C). In the other applied method (Method 2), air sampling and formaldehyde analysis were performed according to NIOSH method (2541). This method provided data average exposure concentration (TLV-TWA). Measuring and sampling strategies of each methods and exposure groups definition (Technicians, Pathologists and Assistants) was possible by information provided by activities (ergonomic) analysis. Several independent variables were studied, including temperature and relative humidity, formaldehyde solution used, ventilation conditions, and also anatomic pieces mean value processed per day in each laboratory. To register information about these variables was completed an Observation and Registration Grid. Three environmental contamination indicators were selected has dependent variables namely: mean value from concentrations exceeding 0,3 ppm in each laboratory, weighted average concentration obtained for each exposure group, as well each laboratory Time Regeneration Index. These indicators were calculated and determined through data obtained by the two environmental assessment methods. Based on Queensland University proposal, was also applied a methodology for assessing nasopharyngeal cancer risk in 83 activities studied in order to obtain risk levels (semi-quantitative estimation). For Severity level was considered available information in scientific literature that defines biological adverse events related to the chemical agent action mode, and associated with environment formaldehyde concentrations. For Probability level was used information provided by (ergonomic) work analysis that helped identifies activity frequency. Environmental assessment methods provide different results, but not contradictory, regarding formaldehyde occupational exposure evaluation. In the studied activities (n=83), about 93% of the values were above exposure limit value set for ceiling concentration in Portugal (VLE-CM = 0,3 ppm). "Macroscopic exam" was the most studied activity, and obtained the higher prevalence of results superior than 0,3 ppm (92,8%). The highest ceiling concentration mean value (2,04 ppm) was obtain in Technicians exposure group, but a result wider range was observed in Pathologists group (0,21 ppm to 5,02 ppm). Concerning Method 2, results from the three exposure groups, were all lower than limit value set by Occupational Safety and Health Administration (TLV-TWA=0,75ppm). There was a statistically significant association between anatomic pieces mean value processed by each laboratory per day, and two of the three environmental contamination indicators used, namely average concentrations exceeding 0,3 ppm (p=0,009) and Time Regeneration Index (p=0,001). Temperature was not statistically associated with any environmental contamination used indicators. Relative humidity had a statistically significant association only with one environmental contamination indicator, namely weighted average concentration, particularly with Pathologists group (p=0,02) and Technicians group (p=0,04). Risk assessment performed in the 83 studied activities showed that around two thirds (35%) were classified as (at least) high, and also noted that 70% of laboratories had at least 1 activity with high risk rating. The two environmental assessment methods application, as well information obtained from two exposure metrics, allowed to conclude that most appropriate exposure metric is ceiling concentration, because is associated with formaldehyde action mode. Moreover, an environmental method, like Method 1, which allows study formaldehyde concentrations and relates them with activity, provides relevant information for preventive information, since identifies the activity with higher exposure, as well variables that promote exposure. Anatomic pieces represent formaldehyde contamination main source in this occupational setting, and this is of particular interest because all activities are focused on anatomic pieces processing. Since there is no prospect, in short term, for formaldehyde use elimination due to large number of activities that still involve solution use, it can be concluded that exposure to this agent, in this particular occupational setting, is preoccupant, requiring an rapid intervention in order to minimize exposure and prevent potential health effects in exposed workers.

Trace elements quantification in Portuguese red wines

Dissertation for the Degree of Master in Technology and Food Safety – Food Quality

Patologia óssea do insuficiente renal crónico: desafio clínico-biológico ; Caracterização da osteodistrofia renal e efeitos da biocompatibilidade de membranas de hemodiálise, na remodelação óssea

Resumo: Os resultados das nossas investigações, apresentadas ao longo desta dissertação,contribuíram para a otimização do diagnóstico invasivo e não invasivo da osteodistrofia renal e permitiram evidenciar a relevância, para a expressão clínica e histológica da ODR, de algumas articularidades específicas da população hemodialisada, nomeadamente: a utilização de membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e com elevada permeabilidade, o recurso a técnicas de hemodiafiltração com otimização da capacidade convectiva, as limitações dos marcadores bioquímicos de remodelação óssea ou a insuficiência / deficiência em vitamina D nativa (bem como os resultados da suplementação com esta vitamina). Testámos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, novos marcadores da formação e reabsorção óssea, que validámos mediante a comparação com os resultados da histomorfometria óssea. No seu conjunto, e de forma integrada, as nossas investigações permitiram-nos: - Evidenciar a diminuição da expressão do recetor da PTH/PTHrP na cartilagem de crescimento, num modelo animal de IRC, o que explica, pelo menos em parte, o atraso de crescimento observado nesta patologia, bem como a diminuição da resposta à ação da PTH; - Demonstrar as vantagens da determinação da isoforma óssea da fosfatase alcalina, em relação à fosfatase alcalina total, no diagnóstico diferencial entre baixa e elevada remodelação óssea; - Utilizar, pela primeira vez em hemodialisados, a piridinolina e a desoxipiridinolina no diagnóstico da reabsorção óssea. Este foi o primeiro marcador sérico específico da atividade osteoclástica, utilizado com sucesso em doentes anúricos em hemodiálise. Evidenciámos uma excelente correlação destes dois marcadores bioquímicos com a superfície osteoclástica e com o número de osteoclastos/mm2;- Demonstrar as acentuadas limitações de outros marcadores da formação e reabsorção óssea (nomeadamente a osteocalcina, o propeptido carboxiterminal do procolagénio tipo I-PICP, e o Telopeptido do colagénio tipo I – ICTP) com base nas correlações entre os doseamentos séricos ou plasmáticos destes marcadores e a biópsia óssea com avaliação histomorfométrica; -Evidenciar as limitações induzidas pela sobrecarga alumínica na interpretação dos níveis séricos dos marcadores não invasivos da remodelação óssea;-Testar a eficácia e segurança da utilização de “microdoses” de desferroxamina na terapêutica da intoxicação alumínica, em doentes com acentuada exposição a este metal;-Demonstrar que os doentes hemodialisados cronicamente com dialisadores de poliacrilonitrilo (membranas de alta permeabilidade),apresentavam menor ativação osteoblástica e osteoclástica, que os doentes dialisados com membranas de cuprofano(baixa permeabilidade), sendo os níveis de iPTH semelhantes em ambos os grupos estudados. Estes resultados apontam para uma menor ativação da remodelação óssea quando se utilizam membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e/ou de maior permeabilidade, o que se poderá relacionar com a ultrafiltração de mediadores da ativação celular ou com a menor ativação dos mecanismos estimuladores da remodelação óssea, por parte destas membranas. Entre os mediadores da remodelação óssea que demonstrámos serem relevantes e estarem aumentados no soro de hemodialisados com membranas de baixo fluxo, contam-se a beta-2-microglobulina (2-M) e algumas citoquinas, com ação estimuladora das linhagens celulares envolvidas na remodelação óssea. Demonstrámos igualmente uma correlação positiva dos níveis séricos de 2-M com os níveis séricos da osteocalcina, da isoenzima óssea da fosfatase alcalina (marcadores da formação óssea) e com os níveis séricos da piridinolina (marcador da reabsorção óssea). Os níveis séricos de 2-M correlacionaram-se ainda, de forma negativa, com o volume osteoide (matriz óssea não calcificada). Nestes doentes hemodialisados, demonstrámos a presença de níveis séricos aumentados da interleucina-1, do antagonista do recetor da interleucina-1, da interleucina-6 e do recetor solúvel da interleucina-6. Salientamos as relações inversas que observámos, por um lado entre os níveis de antagonista do recetor da interleucina-1 e a superfície osteoblástica, e por outro lado entre o rácio do recetor da interleucina-6 / interleucina-6 (IL6-r/IL6) e a superfície osteoclástica. De acordo com estes nossos resultados originais, entendemos que a interferência nos níveis circulantes e na ativação local destes mediadores poderá justificar, em grande parte, o aumento da prevalência de doença óssea adinâmica, descrita por nós e por outros grupos. Evidenciámos uma elevadíssima prevalência de doença adinâmica (>50% dos doentes), numa população de hemodialisados sem exposição prévia ao alumínio, tratados de acordo com os K/DOQI “guidelines” e que ao longo de um ano mantiveram níveis séricos de cálcio e de fósforo controlados. Consequentemente, os doentes tratados de forma otimizada apresentaram uma prevalência surpreendentemente elevada de doença adinâmica. Os nossos resultados (classificados com o grau de evidência máxima pelos peritos KDIGO) contribuíram para dar suporte à grande diferença nos guidelines K/DOQI (2003) e KDIGO (2009) no que respeita aos valores alvo da PTH. Estamos conscientes que de que o facto de termos uma percentagem tão elevada de doença óssea adinâmica nas nossas populações de hemodialisados, bem como a demonstração de que alguns doentes com valores de PTH intacta (2ª geração) de cerca de 600 pg/ml tinham doença óssea adinâmica, condicionaram os novos objetivos KDIGO para a PTH. Os nossos resultados suportam, em nossa opinião, a adequação e vantagem da utilização dos critérios da KDIGO em vez dos KDOQI. Tendo em conta que os primeiros definem objetivos para a PTH entre 2 e 9 vezes o limite superior do normal e não se comprometem com valores alvo absolutos e rígidos (definidos previamente nos KDOQI entre 150 e 300 pg/mL), esta nova abordagem parece-nos mais correta.Na nossa investigação clínica, caracterizámos ainda a população hemodialisada portuguesa no que respeita aos níveis séricos de calcidiol, identificando a população com suficiência, insuficiência ou deficiência em vitamina D3. Documentámos uma acentuada prevalência de insuficiência e mesmo de deficiência nesta vitamina, numa vasta população de hemodialisados, a qual, muito provavelmente, reflete de forma fidedigna, o que se pode observar na restante população de doentes portugueses IRC em estádio 5d (em diálise). Descrevemos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, uma associação entre deficiência em calcidiol e a presença de fatores de risco cardiovascular (que têm sido identificados nos doentes urémicos). A nossa investigação conduziu-nos a resultados originais, ao identificar os níveis baixos de 25(OH)vitamina D3 como um provável fator de risco cardiovascular em hemodialisados, visto que a deficiência nesta vitamina se associou, de forma muito significativa, ao aumento da prevalência de calcificações vasculares, a inflamação, a pressão de pulso mais elevada, a hipertrofia ventricular esquerda, a insuficiência cardíaca e a níveis séricos aumentados de “BNP-Brain natriuretic peptide”. Finalmente, numa avaliação prospetiva, de intervenção terapêutica, corrigimos a insuficiência ou deficiência em 25(OH)vitamina D3 e demonstrámos que essa correção se associou a uma redução dos fatores de risco cardiovascular. Esta última intervenção foi totalmente inovadora, visto ser a primeira avaliação prospetiva da evolução dos fatores de risco cardiovasculares, em função da suplementação com vitamina D nativa, em doentes hemodialisados. Em resumo, pensamos que os resultados das nossas investigações, acima sumarizadas e apresentadas ao longo dos diversos capítulos desta dissertação,contribuiram para uma nova perspetiva da osteodistrofia renal e para recolocar o foco da atenção dos nefrologistas no tecido ósseo e no eixo paratormona – vitamina D – remodelação óssea. Este eixo surje claramente envolvido em múltiplos processos fisiopatológicos, que suportam a elevada morbilidade e mortalidade (nomeadamente de causa cardiovascular) observada nos doentes urémicos.---------ABSTRACT: The results of our research, presented throughout this thesis, contributed towards the optimisation of the invasive and non-invasive diagnosis of renal osteodystrophy. They have also highlighted the importance, to the clinical and histological expression of the ODR, of some specific characteristics of the haemodialysis population, including: the use of biocompatible high permeability haemodialysis membranes, the use of haemodiafiltration techniques with convection enhancement, as well as the limitations of biochemical markers of bone turnover or native vitamin D insufficiency/deficiency (along with the supplementation results of this vitamin). New bone formation and resorption markers, which were validated by comparison with the results of bone histomorphometry, have been tested for the first time on haemodialysis patients.As a whole, and in an integrated approach, our research enabled us to: - Show the decrease of the PTH/PTHrP receptor expression in cartilage growth, used on an IRC animal model, which explains, to some extent, not only the delayed growth observed in this pathology, but also the slow response to PTH. - Point out the advantages of the determination of bone isoform of alkaline phosphatase, in relation to the total alkaline phosphatase, in the differential diagnosis between low and high-bone turnover.- Use pyridinoline and deoxypyridinoline in the diagnosis of bone resorption for the first time on haemodialysis patients. This was the first specific serum market of the osteoclastic activity, which was successfully used on anuric patients undergoing haemodialysis treatment. We also observed an excellent correlation of these biochemical markers with the osteoclastic surface and the number of osteoclasts/mm2. - Demonstrate the sharp limitations of other markers of bone formation and resorption (namely osteocalcin, carboxyterminal propeptide of type I-PICP procollagen and telopeptide of type I-ICTP collagen) based on correlations between these markers’ serum or plasma assays and bone biopsy with histomorphometric assessment.-Show the limitations induced by aluminium overload in the interpretation of serum levels of bone remodelling non-invasive markers.-Test the efficacy and the safety of the use of deferoxamine “microdoses” for treatment of aluminium overload among patients with high levels of serum aluminium. - Demonstrate that patients with chronic haemodialysis dialysers of polyacrylonitrile (high permeability membranes) show a lower osteoblastic and osteoclastic activation than those undergoing dialysis with cuprofan membranes (low permeability), being the iPTH levels similar in both groups of patients. These findings point towards a lower activation of bone remodelling when using more biocompatible dialysis membranes and/or of higher permeability, which may relate to the ultrafiltration of cell activation mediators or to the lower activation of the stimulating mechanisms of bone remodelling, regarding the membranes. Beta-2-microglobulin (2-M) and some cytokines that play a role/participate in bone remodelling are among the bone remodelling mediators, which we demonstrated to be relevant and to be increased in the serum of haemodialysis with low flow membranes. We also proved that there is a positive correlation of serum 2-M levels not only with serum osteocalcin levels, of the bone isoenzyme of alkaline phosphatase (bone forming markers), but also with levels of serum pyridinoline (bone resorption marker).Serum 2-M levels correlate negatively with the volume of osteoid (uncalcified bone matrix). We also demonstrated the presence of elevated serum levels of interleukin-1,interleukin-1 receptor antagonist, interleukin-6 and soluble interleukin-6 receptor in haemodialysis patients. We stress the inverse relationship which we observed on one hand between the interleukin-1 receptor antagonist levels and the osteoblastic surface and on the other between the ratio of interleukin-6 receptor / interleukin-6 (IL6-r/IL6) and the osteoblastic surface. According to these unique findings, we believe that the interference in the circulating levels and in the local activation of these mediators may partly explain the rising prevalence of adynamic bone disease. A high prevalence of adynamic disease has also been observed in a haemodialysis population (>50% of patients) with no previous exposure to aluminium. The patients were treated according to K/DOQI guidelines and maintained controlled serum calcium and phosphorus levels over one year. As a result, the patients who received optimised treatment showed a surprisingly high prevalence of adynamic disease. Our results, which were ranked with the highest degree of evidence by KDIGO experts, contributed to the great difference regarding the target values of PTH in the K/DOQI (2003) and KDIGO (2009) guidelines. We are aware that the finding of such a high percentage of adynamic bone disease in our haemodialysis population, as well as the evidence that some patients with intact PTH values (2nd generation) of 600 pg/ml suffered from adynamic bone disease, have hindered, the new KDIGO objectives to PTH.In our opinion, our results support the suitability and the advantage of using KDIGO criteria instead of KDOQI. This seems to be the right approach when taking into consideration that KDIGO sets objectives to PTH between 2 and 9 times the normal upper limit and does not compromise with the rigid and absolute target values (between 150 and 300 pg/mL) previously defined by KDOQI. In our clinical research, the Portuguese haemodialysis population was characterised in terms of serum clacidiol levels and identified as having vitamin D3 sufficiency, insufficiency or deficiency. It was also recorded the prevalence of severe vitamin D3 insufficiency and even deficiency in a large haemodialysis population, which most likely provides a reliable picture of the rest of the population in IRC Portuguese patients with 5d stage (undergoing dialysis). We described for the first time in aemosialysis patients an association between calcidiol deficiency and the presence of ardiovascular risk factors, (which have been identified on uraemic patients).Our research led us to unique findings by having identified the low levels of 25(OH) vitamin D3 as a likely cardiovascular risk factor in patients undergoing haemodialysis treatment, given that deficiency in this vitamin has been significantly associated not only with a rise in the prevalence of vascular calcifications, but also inflammation, left ventricular hypertrophy, high pulse pressure and high serum BNPBrain natriuretic peptide levels. Finally, based on a prospective assessment of therapeutic intervention, 25(OH)vitamin D3 insufficiency or deficiency was corrected and we were able to demonstrate that this same correction was associated with a reduction in cardiovascular risk factors. This was a forward-looking intervention regarding the supplementation of native vitamin D in haemodialysis patients, since it was the first prospective assessment of the evolution of cardiovascular risk factors. In short, the results of our research, summarised above and presented throughout the various chapters of this thesis, contributed towards a new perspective of the renal osteodystrophy and also to draw the nephrologists’ attention to the bone tissue and to the axis PTH – vitamin D – bone remodelling. This axis appears clearly involved in multiple physiopathological processes, which support the high morbidity and mortality rate, (particularly of cardiovascular causes), observed in uraemic patients.

Contributo para o desenvolvimento de uma metodologia que avalia a posição da omoplata: fidedignidade intra e interobservador e validade concorrente

RESUMO: Introdução: A relação cinemática entre as articulações do CAO apresenta grande importância na função do MS, e é por isso cada vez mais investigada e descrita. O posicionamento da omoplata ganha um importante papel para compreender as DCAO. É indiscutível o importante papel da omoplata na dinâmica do MS, bem como o posicionamento escapular como parâmetro clínico de disfunção do CAO. Todos estes factores criam a necessidade de desenvolver instrumentos de avaliação da posição da articulação ET. A grande maioria dos testes de avaliação, restringem a sua avaliação às disfunções da articulação GU, não integrando uma avaliação mais dinâmica e interactiva que respeite os pressupostos teóricos inerentes ao REU. È importante também que os métodos de avaliação sejam de fácil aplicabilidade clínica e que avaliem fidedignamente e com validade os outcomes. Objectivos: Contribuir para o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação da omoplata em diferentes amplitudes do MS, através do estudo da validade concorrente, da fidedignidade intra e inter-observador. Metodologia: A amostra foi constituída por 20 elementos seleccionados por conveniência, entre o corpo de discentes da ESS-IPS, sem história de disfunção do CAO. Foi realizada uma análise cinemática ao MS de cada sujeito, usando um aparelho de análise por varrimento electromagnético, o FOB. Em cada sujeito foram ainda medidas, as distâncias escapulares em estudo, usando a fita métrica. Cada método de medição foi constituído por dois momento (teste e reteste), em cada momento, as medidas eram recolhidas por dois investigadores distintos. Resultados e Discussão: Foram considerados como positivos os resultados que se apresentassem acima do limiar de 0,5, que classifica uma correlação como moderada a excelente. Os resultados da validade mostram que para o investigador 1 nas medidas M1e M2 apenas houve correlação com valores excelentes a moderados até aos 30º de elevação do MS. Já para M3 apenas aos 30º no plano da omoplata essa mesma correlação não tem valores próximos do cutpoint. Em M4 nenhum valor tem correlação significativa com os valores do FOB, chegando mesmo a haver correlação negativa para os 120º no plano da omoplata. Em M5 apenas os 0º mostram valores correlacionais excelentes a moderados. Para o investigador 2, em M1 e M2 á semelhança do investigador 1, só existem valores de correlação significativos até aos 30º de elevação do MS. Já para M3 todos os valores mostram excelente a moderada correlação á excepção dos 120º no plano frontal. Em M4 este investigador apresenta maus resultados. Já em M5 os valores de correlação são moderados aos 0º e aos 90º. No que diz respeitos aos resultados dos CCI intra-observador,podemos afirmar que foi em M5 que estes valores mais se aproximaram do cut point. M1 e M2 são as medidas onde se encontram resultados menos satisfatórios. É aos 60º que existem valores mais satisfatórios, seguidos pelos 0º e 30º, quando nos aproximamos de graus mais elevados, como 90º e 120º, estes valores tendem a baixar. Quanto á fidedignidade inter-observador para M1 apenas aos 90º e aos 120º houve valores de correlação abaixo do cutpoint. Em M2, só os 60º do plano sagital não teve valores acima do cutpoint, em M3 apenas os 30º plano sagital não obtiveram valores acima do cut-point, o mesmo acontece para M3 aos 30º plano da omoplata e em M5 aos 30º e 120º no plano frontal. Conclusão: Os resultados deste estudo indicam que a metodologia em causa apresenta elevado grau de fidedignidade inter-observador, já no que toca é fidedignidade intra-observador o grau de semelhança não é tão elevado. Também o erro associado á medida não ultrapassou 1,5cm, sendo considerado baixo. Na validade concorrente concluímos que é aos 0º que a metodologia se torna uma opção válida na aferição das distâncias medidas com uma boa a excelente concordância com o FOB. As medidas consideradas como opções válidas, nas diferentes amplitudes, podem funcionar como parâmetros clínicos de caracterização do posicionamento da omoplata, podendo vir a contribuir ainda para a caracterização da orientação da mesma.-------------------- ABSTRACT:Introduction: The kinematic relationship between the joints of the CAO has great importance in the function of MS, which is why more and more investigated and described. The positioning of the blade gets an important role in understanding the DCAO. There is no doubt the important role of the scapula in the dynamics of MS as well as the positioning of scapular dysfunction as a clinical parameter of the CAO. All these factors create the need to develop tools for evaluating the place of articulation ET. Most assessment tests, restrict its assessment to GU joint disorders, not incorporating a more dynamic and interactive way that respects the theoretical assumptions inherent in the REU. It is also important that the methods are easy to apply clinical and reliably to assess the validity and outcomes. Objectives: To contribute to the development of a methodology for evaluating the scapula in different ranges of MS, through the study of concurrent validity, reliability of intra-and inter-observer. Methodology: The sample consisted of 20 selected elements for convenience, between the body of students of IPS-ESS with no history of dysfunction of the CAO. We performed a kinematic analysis of each subject to MS, using a scanning device for electromagnetic analysis, the FOB. In each subject were also measured, the scapular distances under study, using tape measure. Each method of measuring the time consisted of two (test and retest), in each moment, the measures were collected by two different investigators. Results and Discussion: We considered as positive results that were above the threshold of 0.5, which ranks as a moderate to excellent correlation. The results show that the validity for the researcher in an action M1e M2 was only correlated with moderate to excellent values up to 30º of elevation of the MS. As for M3 only to 30º in the plane of the scapula has the same correlation values near the cutpoint. M4 has no value in correlation with the values of the FOB, and even negative correlation to 120 ° in the plane of the scapula. In M5 show only the values 0 ° correlational excellent to moderate. For investigator 2 in M1 and M2 will be like an investigator, there are only significant correlation values up to 30º of elevation of the MS. As for M3 all the values show excellent correlation to moderate with the exception of 120 ° in the frontal plane. In this researcher M4 has bad results. M5 already in the correlation values are moderate to 0º and 90 º. Regarding the results of ICC intra-observer, we can say that M5 was that these values come closest to the cut point. M1 and M2 are measures which are less than satisfactory results. At 60 ° there are more satisfactory values, followed by 0º and 30º, when we approached the highest levels, such as 90 ° and 120 °, these values tend to decrease. The inter-observer reliability for M1 only to 90 º and 120 ºcorrelation values were below the cutpoint. In M2, only 60 of the sagital plane did not have values above the cutpoint in M3 only 30º sagital plane did not obtain values above the cut-point, the same goes for M3 at 30 ° plane of the scapula and M5 at 30 º and 120 º in frontal plane. Conclusion: The results of this study indicate that the methodology in question has a high degree of inter-observer reliability, as far as intra-observer reliability is the degree of similarity is not as high. Also the error of measure did not exceed 1.5 cm, and is considered low. In concurrent validity conclude that it is at 0 ° the methodology becomes a valid option for the measurement of distances measured with a good to excellent agreement with the FOB. The measures considered as valid options in different amplitudes, can function as clinical parameters to characterize the positioning of the shoulder blade and could further contribute to the characterization of the orientation of the same.

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