From MuSIASEM theory to practice: report and reflections from field research in Kampot province, Cambodia

This document contains a report and summary of the field research activities in a rural community of rice farmers in Kampot province, Cambodia in 2011, which I conducted within the context of my PhD research at ICTA-UAB (Institute of Environmental Science and Technology, Autonomous University of Barcelona, Spain). The purpose of the field research was to gather data for a MuSIASEM analysis (Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism) at the village and household level, in order to analyze the multidimensional challenges that small farmers may face nowadays within the context of global rural change and declining access to land. While the literature on MuSIASEM offers a great variety of theoretical explanations and practical applications, there is little information available for students regarding the practical steps required for doing a MuSIASEM analysis at the local level. Within this context, this report offers not only a documentation of the field research design and data collection methods, but further provides a general overview on some organizational and preparative aspects, including some personal reflections, that one may face when preparing and conducting field research for MuSIASEM analysis. In summary, this document thus serves three objectives: (i) to assure methodological transparency for the future work, based on the collected data during field research, (ii) to share my personal experience on the preparative and practical steps required for field research and data collection for a MuSIASEM analysis at the local level, and (iii) to make available for the further interested reader some more detailed background information on the case study village.

X-ray photoelectron spectroscopy analysis of ion¿beam¿induced oxidation of GaAs and AlGaAs

The oxidation of GaAs and AlGaAs targets subjected to O2+ bombardment has been analyzed, using in situ x¿ray photoelectron spectroscopy, as a function of time until steady state is reached. The oxides formed by the O2+ bombardment have been characterized in terms of composition and binding energy. A strong energy and angular dependence for the oxidation of As relative to Ga is found. Low energies as well as near normal angles of incidence favor the oxidation of As. The difference between Ga and As can be explained in terms of the formation enthalpy for the oxide and the excess supply of oxygen. In an AlGaAs target the Al is very quickly completely oxidized irrespective of the experimental conditions. The steady state composition of the altered layers show in all cases a preferential removal of As.

Further insights on dynamic morphological transitions in quasi-two-dimensional electrodeposition

Dynamic morphological transitions in thin-layer electrodeposits obtained from copper sulphate solutions have been studied. The chemical composition of the electrodeposits indicates that they appear as a consequence of the competition between copper and cuprous oxide formation. In addition, the Ohmic control of the process is verified at initial stages of the deposit growth. At higher deposit developments, gravity-induced convection currents play a role in the control of the whole process and affect the position of these transitions.

Comparative study of the LC-MS/MS and UPLC-MS/MS for the multi-residue analysis of quinolones, penicillins and cephalosporins in cow milk, and validation according to the regulation 2002/657/EC

The aim of this study was to develop and validate an analytical method to simultaneously determine European Union-regulated beta-lactams (penicillins and cephalosporins) and quinolones in cow milk. The procedure involves a new solid phase extraction (SPE) to clean-up and pre-concentrate the three series of antibiotics before analysis by liquid chromatography¿tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and ultra-high-performance liquid chromatography¿tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). LC-MS/MS and UPLC-MS/MS techniques were also compared. The method was validated according to the Directive 2002/657/EC and subsequently applied to 56 samples of raw cow milk supplied by the Laboratori Interprofessional Lleter de Catalunya (ALLIC) (Laboratori Interprofessional Lleter de Catalunya, Control Laboratory Interprofessional of Milk of Catalunya).

Producció de biopolímers amb cultius bacterians mixtes. Comparació de tres reactors discontinus seqüencials (SBR) amb diferents condicions operacionals

La producció de biopolímers (polihidroxialcanoats (PHA) i substàncies polimèriques extracel·lulars (EPS)) a nivell industrial, resulta una nova àrea d’investigació que recull diverses disciplines, entre elles les Ciències Ambientals. Aquest projecte final de carrera amb el títol: “Producció de biopolímers amb cultius bacterians mixtes”, s’ha desenvolupat sota la supervisió de la directora de projecte Dra. María Eugenia Suárez Ojeda del Departament d’Enginyeria Química de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i s’ha dut a terme per l’estudiant Jordi Pérez i Forner de la Llicenciatura de Ciències Ambientals, Facultat de Ciències de la UAB, en el Departament d’Enginyeria Química de la mateixa universitat. L’objectiu d’aquest projecte ha estat produir biopolímers simultàniament amb l’eliminació de fòsfor i matèria orgànica en aigües residuals per obtenir un residu final amb un alt valor afegit. Aquests biopolímers reuneixen les característiques necessàries per a poder competir amb els plàstics convencionals i així, reduir l’elevat consum del petroli i la generació de residus no biodegradables. En aquest projecte s’ha dut a terme la posta en marxa d’un reactor discontinu seqüencial (SBR) per a l’acumulació de biopolímers amb cultius bacterians mixtes. Diferents investigadors han estudiat que aquests tipus de cultius bacterians arriben a nivells de fins el 53-97% [Pijuan et al., 2009] de contingut de biopolímers a la biomassa, sometent als microorganismes a diferents situacions d’estrés ja sigui per dèficit de nutrients o per variacions en les fases de feast-famine (festí-fam). Durant el projecte, s’ha realitzat el monitoratge del reactor alimentat amb una aigua sintètica, elaborada en el laboratori, amb les característiques d’un aigua residual provinent de la industria làctica. S’ha sotmès als microorganismes a diferents condicions operacionals, una d’elles amb limitació de fòsfor com a nutrient i una tercera condició amb una variació a les fases feast-famine. D’altra banda, com a segon objectiu, s’ha analitzat el contingut de biopolímers a la biomassa de dos SBRs més, del grup de recerca Bio-GLS del Departament d’Enginyeria Química de la UAB, alimentats amb diferents fonts de carboni, glicerol i àcids grassos de cadena llarga (AGCLL), per observar les influències que té el tipus de substrat en l’acumulació de biopolímers. Els resultats obtinguts en la primera part d’aquest projecte han estat similars als resultats d’altres investigadors [Pijuan et al., 2009; Guerrero et al., 2012]. S’ha determinat que sotmetre als microorganismes a situacions d’estrés té un efecte directe pel que fa a l’acumulació de biopolímers. També s’ha observat com al mateix temps que acumulaven aquests compostos, els microorganismes desenvolupaven la seva tasca de depurar l’aigua residual, obtenint al final del cicle una aigua amb un baix contingut en matèria orgànica i altres contaminants com amoni i fòsfor, en aquest cas. En la segona part del projecte, s’ha observat com el tipus de substrat té un efecte directe pel que fa a l’acumulació de biopolímers i també a l’activitat metabòlica dels microorganismes. Per tant, s’ha conclòs que la producció de biopolímers mitjançant la depuració d’aigües residuals es una via d’investigació molt prometedora pel que fa als resultats obtinguts. Alhora que es tracta un residu, s’obté una producte residual amb un alt valor afegit que pot ser utilitzat per la producció de bioplàstics 100% biodegradables.

Propuesta de cursos de capacitación sobre lecciones aprendidas en Costa Rica

El presente proyecto ha sido realizado entre Octubre de 2013 y Febrero de 2014 por un equipo de estudiantes de la licenciatura de Ciencias Ambientales de la Universidad Autónoma de Barcelona. El objeto de estudio es la propuesta de cursos para la formación de tres públicos diferentes, estudiantes, gestores y políticos. Estos cursos se basan en la experiencia de Costa Rica sobre la conservación de la biodiversidad. Costa Rica es un país muy rico en biodiversidad por su clima y sus tierras volcánicas. Una manera de conservar esta gran variedad de especies es protegiendo gran parte del país con reservas y parques nacionales. La metodología utilizada para llevar a cabo estos cursos es la investigación. Recopilar información de las diferentes carencias de distintos países, propuestas pedagógicas para saber mostrar de manera correcta la información a cada público meta y basarlos en el cumplimiento de las Metas Aichi, que tratan de mantener la biodiversidad de manera que contribuya al bienestar de la población. La intención de estos cursos es enseñar a los distintos públicos meta las experiencias positivas que ha tenido Costa Rica para poder desarrollarse tanto en crecimiento económico como de la población conservando su biodiversidad. De manera que en otros países puedan aprender y a la misma vez beneficiarse con las ideas propuestas en los cursos. El curso propuesto para estudiantes trata sobre los servicios ecosistémicos, reconocidos internacionalmente por su empeño en la conservación y uso sostenible de la biodiversidad. El dirigido a gestores, que pueden ser empresarios, es sobre la mejora de la calidad de las aguas, un punto importante para este público que serán los encargados de gestionar este recurso tan importante para mantener en buen estado de conservación la biodiversidad. Finalmente, se propone un curso dirigido a políticos, donde se explica la idea de bioprospección, un tema que se trabaja en el Instituto Nacional de Biodiversidad de Costa Rica y trata de investigar en los organismos que aportan beneficios tanto económicos como en la salud de las personas.

[BMIM][PF6] Promotes the synthesis of halohydrin esters from diols using potassium halides

Haloesterification of diverse diols with various carboxylic acids was achieved using potassium halides (KX) as the only halide source in ionic liquids. The best yield was obtained in [BMIM][PF6] when 1,2-octanediol, palmitic acid and KBr were used. This yield was 85% and the regioisomer with the bromine in primary position was present in a 75:25 ratio. The regioisomeric ratio could be improved using either KCl or some phenylcarboxylic acids. [BMIM][PF6] acts as both reaction media and catalyst of the reaction. To the best of our knowledge, this type of combined reaction using an ionic liquid is unprecedented. The other solvents tested did not lead either to the same yield or to the same regioisomeric ratio.

Migration of antimony from polyethylene terephthalate used in mineral water bottles.

The influence of storage time and temperature on Sb migration from PET bottles into mineral water was studied in short-term tests lasting up to 15 days and long-term studies lasting up to 220 days. Samples purchased were stored in three different coloured bottles: clear (CL), light blue (LB) and dark blue (DB). Sb migration was assayed by HG-AFS for total determination and HPLC-ICP-MS for speciation analysis. Migration studies showed that waters stored at 4 and 20 oC were not subject to Sb migration. At 40 oC there was a significant increase in Sb concentration, although the maximum limit established by the European Union (5.0 ug/L) was not exceeded, whereas at 60 oC samples were subject to considerable Sb migration after 30 days of storage. In this case, the maximum limit established by the European Union was exceeded and both Sb (V) and Sb (III) were detected.

Method development for the simultaneous determination of methylmercury and inorganic mercury in seafood

This paper reports the method development for the simultaneous determination of methylmercury MeHgþ) and inorganic mercury (iHg) species in seafood samples. The study focused on the extraction and quantification of MeHgþ (the most toxic species) by liquid chromatography coupled to on-line UV irradiation and cold vapour atomic fluorescence spectroscopy (LC-UV-CV-AFS), using HCl 4 mol/L as the extractant agent. Accuracy of the method has been verified by analysing three certified reference materials and different spiked samples. The values found for total Hg and MeHgþ for the CRMs did not differ significantly from certified values at a 95% confidence level, and recoveries between 85% and 97% for MeHgþ, based on spikes, were achieved. The detection limits (LODs) obtained were 0.001 mg Hg/kg for total mercury, 0.0003 mg Hg/kg for MeHgþ and 0.0004 mg Hg/kg for iHg. The quantification limits (LOQs) established were 0.003 mg Hg/kg for total mercury, 0.0010 mg Hg/kg for MeHgþ and 0.0012 mg Hg/kg for iHg. Precision for each mercury species was established, being 12% in terms of RSD in all cases. Finally, the developed method was applied to 24 seafood samples from different origins and total mercury contents. The concentrations for Total Hg, MeHg and iHg ranged from 0.07 to 2.33, 0.003-2.23 and 0.006-0.085 mg Hg/kg, respectively. The established analytical method allows to obtain results for mercury speciation in less than 1 one hour including both, sample pretreatment and measuring step.

Implantació d'un Sistema de Gestió Integrada, qualitat i medi ambient, a una empresa constructora.

En aquest treball es defineix la documentació necessària per realitzar la implantació d’un sistema de gestió integrada, basat en la qualitat i en el medi ambient, a una empresa constructora, que permeti desenvolupar les seves activitats d’una forma simplificada i ordenada, i que faciliti la informació necessària per mantenir una millora continuada de les seves activitats.El Sistema de Gestió, integra les normes ISO 9001 i ISO 14001, que són normes de gestió de la Qualitat i el Medi Ambient, respectivament. Durant la implantació del Sistema de Gestió, s’han elaborat els procediments generals que les normes indiquen que s’han d’elaborar per complir amb totes les especificacions definides a elles. També, s’han elaborat els procediments específics, que són aquells propis de les activitats de l’empresa i que defineixen la seva forma de treballar. D’aquesta documentació es deriven els registres, que son els documents del Sistema de Gestió que ens permeten comprovar si s’adequa a la forma de treballar, i que son les evidencies de la posada en marxa del sistema.A la finalització d’aquest projecte, obtindrem un Sistema de Gestió Integrada, amb tots els procediments definits i implantats a l’empresa, que compliran amb les normes ISO 9001 i ISO 14001, dotant a l’organització d’un augment de la seva eficàcia i competitivitat, entrant al procés de millora continuada, i posicionar-se com una empresa socialment responsable, reforçant la seva imatge davant dels seus clients, optimitzant la gestió de residus i reduint els impactes ambientals negatius.

Looking beneath Dalí's paint: non-destructive canvas analysis

A new analytical method was developed to non-destructively determine pH and degree of polymerisation (DP) of cellulose in fibres in 19th 20th century painting canvases, and to identify the fibre type: cotton, linen, hemp, ramie or jute. The method is based on NIR spectroscopy and multivariate data analysis, while for calibration and validation a reference collection of 199 historical canvas samples was used. The reference collection was analysed destructively using microscopy and chemical analytical methods. Partial least squares regression was used to build quantitative methods to determine pH and DP, and linear discriminant analysis was used to determine the fibre type. To interpret the obtained chemical information, an expert assessment panel developed a categorisation system to discriminate between canvases that may not be fit to withstand excessive mechanical stress, e.g. transportation. The limiting DP for this category was found to be 600. With the new method and categorisation system, canvases of 12 Dalí paintings from the Fundació Gala-Salvador Dalí (Figueres, Spain) were non-destructively analysed for pH, DP and fibre type, and their fitness determined, which informs conservation recommendations. The study demonstrates that collection-wide canvas condition surveys can be performed efficiently and non-destructively, which could significantly improve collection management.