Enzymatic degradation of polymers: a brief review

Recently, research on polymer has drawn much attention mainly due to the ever increasing application of these polymeric materials in several areas such as food packaging industry, agricultural industry and biomedical research. However, increasing industrial use of polymers has led to the environmentally critical issue of waste disposal. Further, the successful implication of polymeric materials in biomedical applications depends on the biodegradability of the concerned polymer. Various enzymes play an important role in the biodegradation of polymers. The present review describes the enzyme mediated biodegradation of various polymers including synthetic, natural and blends of these materials. Detailed examples of enzymatic degradation of polymers are illustrated from current scientific literature with the discussion on various factors that can influence the degradation. In addition, different techniques that are generally applied to assess the degradation process as well as degradation products have been described. Finally, a special emphasis is given to the investigation of the kinetics of polymer degradation by enzymes.

Use of permeable reactive barrier to mitigate groundwater nitrate contamination from on-site sanitation

Nearly 50% of India's population depends on variants of pit-toilet systems for human waste disposal. Nitrate contamination of groundwater by pit-toilet leachate is a major environmental concern in the country as it sources a major proportion (50-80%) of potable water from aquifers. Therefore, minimizing nitrate contamination of groundwater due to leachate infiltration from pit-toilet systems is essential. Batch and column experiments demonstrated the capability of bentonite-enhanced sand (BES) specimens to reduce nitrate concentrations in synthetic solutions (initial NO3-N concentration = 22.7 mg/L, C/N = 3) by about 85-90% in 10 to 24 hour by a heterotrophic denitrification process. Based on the laboratory results, it is recommended that use of a BES-permeable reactive barrier layer at the base of pit-toilets will facilitate heterotrophic denitrification and mitigate nitrate contamination of the underlying aquifer.

Effects of the Cessation of Sewage Sludge Dumping at the 12-Mile Site: Proceedings of the 12-Mile Dumpsite Symposium, Ocean Place Hilton Hotel, Long Branch, New Jersey, 18-19 June 1991

This study owes its inception to the wisdom and experience of the staff of the Northeast Fisheries Science Center who, after several decades of surveys in the New York Bight, recognized a unique opportunity to capitalize on the decision to stop ocean dumping of sewage sludge and designed an innovative field study to evaluate effects on living marine resources and their habitats. For decades ocean dumping was viewed as a cheap and effective means for disposal of wastes generated by urbanized coastal areas. Even after the 12-mile site was closed, sewage sludge continued to be dumped at Deepwater Dumpsite 106. The 6-mile site off the NewJersey coast is still used as a dumpsite for dredged material from New York Harbor areas. Discussions continue on the propriety of using the deep ocean spaces for disposal of a variety of material including low level radioactive wastes. Consequently, managers are still faced with critical decisions in this area. It is to be hoped that the results from the 12-mile study will provide the necessary information on which these managers can evaluate future risks associated with ocean waste disposal. (PDF file contains 270 pages.)

Análise das estimativas de emissão de metano por aterros sanitários em projetos de MDL no Brasil.

Para a maioria dos municípios brasileiros, a instalação de um aterro sanitário é um desafio, sendo uma das dificuldades o custo elevado. Existem algumas formas de mitigar estes custos e uma delas é através do mercado de emissões. Com planejamento prévio suficiente, é possível queimar o metano gerado através da degradação do resíduo, podendo resultar em benefícios para o aterro tanto através do aproveitamento (geração de energia ou venda direta) quanto recebimento de algum tipo de certificado de emissões negociável. Incluído neste planejamento prévio suficiente está a realização da estimativa ex-ante de emissão de metano para saber previamente qual será o aproveitamento mais indicado e a eventual receita oriunda da queima. Quando analisados os projetos de MDL feitos em aterros sanitários, pode ser notado que estas estimativas são muitas vezes mal feitas, gerando valores estimados muito acima do realmente observado durante a operação. Este erro acarreta uma perda de credibilidade deste tipo de projeto, já que o número esperado é raramente alcançado. Existem alguns fatores que contribuem para esta discrepância de valores, sendo problemas operacionais (como exemplo podem ser citados deficiência no sistema de captura do biogás e problemas na captação e recirculação de lixiviado) e de modelagem (utilização de valores de entrada experimentais obtidos sob situações muito diferentes das encontradas nos aterros brasileiros, por exemplo) os possíveis principais vilões. Este trabalho visa apresentar e discutir os principais problemas na realização de estimativas prévias de emissão de metano em aterros sanitários utilizando projetos brasileiros de MDL registrados e que estejam atualmente emitindo créditos de carbono como base para analisar a qualidade das estimativas feitas atualmente. Além disto, busca-se também entrevistar profissionais da área para tentar obter diferentes pontos de vista sobre esta questão. Fica claro que os valores estimados, de um modo geral, são entre 40 e 50% superiores aos observados. Metade dos especialistas aponta problemas operacionais diversos como os principais contribuintes desta diferença, mas problemas na modelagem parecem influenciar decisivamente na realização das estimativas. A utilização de valores de entrada no modelo precisa ser criteriosamente analisada e devem ser utilizados números obtidos através de pesquisas que representem a realidade do aterro em questão.

Contribuições para a construção de políticas públicas direcionadas à redução do lixo marinho em enseadas urbanas: estudo de caso na microbacia contribuinte do Canal de São Francisco e da Enseada de Jurujuba Niterói/ RJ.

Fonte de riquezas supostamente inesgotáveis, os oceanos e as zonas costeiras há muito tempo servem de depósito para todo tipo de resíduo produzido pelo homem, desde águas residuais a todo tipo de resíduos sólidos descartados inadequadamente e que acabam por originar o lixo marinho. A Baía de Guanabara é um reflexo histórico dessas ações mal geridas em terra e que acabam refletidas em seu espelho dágua. O presente estudo procura fazer uma analise sobre as origens do lixo marinho na Enseada de Jurujuba, localizada na Baía de Guanabara, e seu principal canal de drenagem, o Canal de São Francisco (CSF), com ênfase ao descarte de resíduos nas comunidades localizadas a montante do canal. Apresenta também uma avaliação da experiência de projetos de intervenção e prevenção à geração do lixo marinho, com destaque a um projeto de coleta de lixo flutuante com uso de embarcação, bem como a iniciativa da Prefeitura de Niterói em um Projeto de Gestão Integrada de Resíduos no alto da bacia contribuinte ao CSF. O trabalho foi estruturado através de observações de campo, entrevistas, analise de relatórios dos projetos envolvidos, bem como consulta a sites e blogs relacionados ao assunto. O fato de resíduos sólidos terminarem em um corpo hídrico torna sua retirada e destinação adequadas muito mais complicadas do que em terra, evidenciando a complexidade do lixo marinho. Os resultados apontam para a necessidade de mais estudos nas áreas periféricas, que abrangem a maior parte da população, com vista à integração de politicas públicas no planejamento de ações por bacias ou microbacias hidrográficas e como forma de prevenção à geração do lixo marinho e melhora da qualidade de vida dessas populações.

Estudo da contaminação e da toxicidade do solo do Aterro Metropolitano de Gramacho, Duque de Caxias RJ.

O Aterro Metropolitano de Gramacho, considerado o maior da América Latina, teve encerradas as suas atividades de disposição de resíduos em meados de 2012. A disposição de resíduos no local foi realizada diretamente sobre o solo de fundação desde o início de sua operação (1978). Considerando-se que os contaminantes presentes no lixiviado podem migrar por difusão através da argila organo-salina do aterro e atingir o entorno, foi feita uma investigação da contaminação do solo no perímetro do aterro. Essa investigação foi realizada no líquido intersticial do solo e foi pautada em dois tipos de contaminantes: nitrogênio amoniacal e compostos orgânicos, medidos pelo parâmetro carbono orgânico total (COT). Além disso, foram também realizados ensaios de toxicidade aguda com a espécie Vibrio fischeri para avaliar a toxicidade no solo. Ensaios de sorção e difusão foram executados a fim de melhor compreender o comportamento dos contaminantes investigados. Os resultados apontaram baixos valores de nitrogênio amoniacal e de COT no solo. Os valores de nitrogênio amoniacal são considerados baixos, pois mesmo em amostras de solo da barreira lateral, que é situada próxima à antiga vala de drenagem de lixiviado, estes são menores que 1% do encontrado no lixiviado, indicando a adsorção do solo. Os ensaios de toxicidade aguda apontaram o efeito Hormesis nas amostras de líquido intersticial, indicando a possibilidade de presença de toxicidade crônica.

Potencial de geração de metano em aterros sanitários através dos modelos IPCC, USEPA e Scholl Canyon estudo de caso do aterro sanitário de Moskogen, Kalmar, Suécia.

A utilização do metano (CH4) presente no biogás gerado através da degradação anaeróbica de resíduos orgânicos depositados em aterros sanitários como fonte de energia é uma tecnologia em expansão, principalmente nos países em desenvolvimento. Para assegurar um melhor aproveitamento do CH4 e a viabilidade econômica do projeto de exploração energética é necessário que estes empreendimentos avaliem sua capacidade de produzir este gás com o passar dos anos, mesmo após o encerramento da deposição de resíduos. O potencial de geração é comumente estimado a partir de modelos cinéticos de primeira ordem propostos por conceituadas instituições, entretanto, estudos recentes apontam alto grau de incerteza e diferenças relevantes entre os resultados obtidos com cada metodologia. Este trabalho tem por objetivo analisar a variação dos resultados das estimativas de emissão de metano dos modelos recomendados pela USEPA, Banco Mundial (Scholl Canyon) e IPCC utilizando tanto dados e informações disponibilizadas do aterro sanitário Moskogen, localizado em Kalmar, Suécia, que foi operado entre 1977 e 2008. Além de estimar a capacidade de geração de CH4, objetiva-se identificar qual o modelo cujas estimativas mais se aproximam dos dados de biogás efetivamente medidos e quanto gás ainda pode ser extraído do aterro. O estudo ainda avaliou como valores diferentes para os parâmetros principais dos modelos afetam a estimativa de geração final. O modelo IPCC mostrou-se o mais confiável dentre os analisados, estimando que o aterro Moskogen produza mais de 102 milhões de m de CH4 entre 1977 e 2100, sendo 39,384 milhões passíveis de extração de 2012 a 2100. Os demais modelos apresentaram premissas inadequadas com a realidade do aterro sanitário estudado. Contudo, mesmo com a superioridade do modelo proposto pelo IPCC, maiores estudos são necessários no local, que levantem outras informações de campo como a vazão passiva de gás pela camada de cobertura do aterro e uma melhor estimativa do percentual de material orgânico biodegradável presente em cada fração de resíduos depositada em Moskogen.

Utilização de descarte de resíduos têxtil (poliamida/poliester), como agregado, em concreto

Neste trabalho são apresentadas algumas características físicas, vantagens e viabilidade do uso do pó de tecido, proveniente do processamento de resíduos têxteis que são descartados em confecções em geral. A produção e utilização desse tipo de pó diminui o impacto ambiental e se mostra viável economicamente, pois é produzido facilmente a partir do processamento de resíduos, que seriam descartados na natureza. O presente trabalho mostra o estudo da produção do pó de tecido e a sua substituição parcial do agregado miúdo natural na produção de concretos de cimento Portland convencionais. Para comprovar a viabilidade técnica e econômica do uso do pó de tecido foram analisadas características do agregado como sua composição granulométrica, e seu comportamento nos ensaios de abatimento tronco de cone (Slump Test). Uma relação água-cimento também foi convencionada a um concreto usual com resistência esperada de 27MPa. Com estes dados foi definido um traço para o concreto utilizando 5% e 15% de agregado pó de tecido, substituindo a areia. A pesquisa apresenta os resultados de resistência à compressão simples dos corpos de prova cilíndricos de concreto aos 28 dias. Verificou-se que as amostras não apresentaram diferenças significativas de resistência entre si, tão pouco com relação às resistências de um concreto convencional produzido somente com agregado miúdo natural. Entretanto, houve uma melhora nos resultados dos ensaios à compressão, principalmente no concreto com 15% de pó de tecido.

Reciclando vidas: análise das relações de gênero e divisão sexual do trabalho com mulheres líderes de cooperativas de materiais recicláveis no Estado do Rio de Janeiro.

Após centenas de anos de exploração dos recursos naturais, a Terra começa a mostrar as consequências de seu uso descontrolado. Nas últimas quatro décadas o homem tem voltado seus olhos para a causa ambiental de forma mais intensa e conciliadora. Como resultado dessa nova maneira de pensar, a sociedade e a indústria, que se veem obrigadas a se adaptar às novas tendências de mercado e novas formas de produção. Produzindo melhor e consumindo menos, fecha-se uma cadeia de produção estruturada. Mas, por mais que se invista em tecnologia, um problema sempre existirá: o resíduo, incluindo-se nesta categoria, também os rejeitos produzidos pelas atividades humanas. O tratamento de resíduos é uma questão de difícil solução mesmo à longo prazo. As cooperativas de reciclagem se apresentam como uma nova forma de empreendimento, inserido em moldes mais modernos, baseados nos princípios da Economia Solidária, existente em países da Europa e América Latina, com destaque para o Brasil. É nesse cenário que se encontra o objeto de estudo da pesquisa: a mulher catadora/recicladora. Estatísticas apontam que em muitos estados do país elas chegam a 65% dos trabalhadores. Muitas dessas cooperativas são administradas por mulheres, quando não, frequentadas majoritariamente por elas. O objetivo geral desta pesquisa é analisar como se configuram as relações de gênero e divisão sexual do trabalho, partindo da visão das dirigentes das cooperativas. Questões semiestruturadas, com abordagem qualitativa foram elaboradas e aplicadas à nove líderes de associação de catadores da região metropolitana do Rio de Janeiro e do Vale do Paraíba Fluminense (Resende). As entrevistas foram filmadas para a elaboração de um documentário acadêmico, também produto desta pesquisa. Foram encontradas na pesquisa, convergências em relação à divisão sexual do trabalho, partindo de princípios sexistas onde os homens deveriam se encarregar do trabalho mais pesado e as mulheres do trabalho mais fino, como a triagem. No entanto, a realidade apontada pelas entrevistadas nos remete à naturalização do trabalho multitarefa, onde elas se incubem de realizar todos os procedimentos, estando ou não na presença de homens na cooperativa.

A study of water quality in Baltimore Harbor

Baltimore Harbor is polluted by discharge of sewage and industrial wastes into tributary streams and peripheral waters. The Harbor is used extensively for navigation, industrial water supply, and recreation as well as for waste disposal. The degree of pollution varies from negligible in the principal fairway to severe in the innermost sections. Private industry discharges several hundred tons of acid materials daily and is also the principal source of organic pollution.

中国医疗废物优化处置技术和管理模式研究

本论文在综合分析国内外医疗废物处置技术及其应用管理模式的基础上，结合中国医疗废物管理和处置现状，提出了中国医疗废物处置技术选择及应用模式，并对如何优化现行医疗废物处置技术和管理模式问题进行了系统的研究。主要研究成果包括： 1．中国医疗废物处置技术选择和应用模式研究。该项研究是在系统研究国际组织和国际公约、国内外医疗废物处置技术应用状况和管理模式基础上，结合中国医疗废物的产生、处置技术应用以及环境管理模式的特点和存在的问题，针对焚烧和非焚烧两大技术流派开展的。 2．中国医疗废物处置技术和管理模式优化研究。该研究是结合中国医疗废物处置技术应用和管理现状以及推进采用BAT/BEP的总体要求出发，结合具体案例提出了典型医疗废物处置技术优化所涉及工艺配置、工况参数以及污染控制要求，提出了以生命周期和全过程管理为核心的医疗废物管理理念，并就技术和管理模式优化的评价方法问题，提出了焚烧处置设施的性能评价方法以及非焚烧处理设施处理效果评价方法。 相关研究成果的意义在于可以为我国医疗废物领域相关技术选择、工程建设、设施运行、监督管理以及环境监测/检测方法的研究和应用提供借鉴，为推进医疗废物领域探索和采用BAT/BEP提供了技术支持。

地下水流动数值模拟的并行计算方法研究

Numerical modeling of groundwater is very important for understanding groundwater flow and solving hydrogeological problem. Today, groundwater studies require massive model cells and high calculation accuracy, which are beyond single-CPU computer’s capabilities. With the development of high performance parallel computing technologies, application of parallel computing method on numerical modeling of groundwater flow becomes necessary and important. Using parallel computing can improve the ability to resolve various hydro-geological and environmental problems. In this study, parallel computing method on two main types of modern parallel computer architecture, shared memory parallel systems and distributed shared memory parallel systems, are discussed. OpenMP and MPI (PETSc) are both used to parallelize the most widely used groundwater simulator, MODFLOW. Two parallel solvers, P-PCG and P-MODFLOW, were developed for MODFLOW. The parallelized MODFLOW was used to simulate regional groundwater flow in Beishan, Gansu Province, which is a potential high-level radioactive waste geological disposal area in China. 1. The OpenMP programming paradigm was used to parallelize the PCG (preconditioned conjugate-gradient method) solver, which is one of the main solver for MODFLOW. The parallel PCG solver, P-PCG, is verified using an 8-processor computer. Both the impact of compilers and different model domain sizes were considered in the numerical experiments. The largest test model has 1000 columns, 1000 rows and 1000 layers. Based on the timing results, execution times using the P-PCG solver are typically about 1.40 to 5.31 times faster than those using the serial one. In addition, the simulation results are the exact same as the original PCG solver, because the majority of serial codes were not changed. It is worth noting that this parallelizing approach reduces cost in terms of software maintenance because only a single source PCG solver code needs to be maintained in the MODFLOW source tree. 2. P-MODFLOW, a domain decomposition–based model implemented in a parallel computing environment is developed, which allows efficient simulation of a regional-scale groundwater flow. The basic approach partitions a large model domain into any number of sub-domains. Parallel processors are used to solve the model equations within each sub-domain. The use of domain decomposition method to achieve the MODFLOW program distributed shared memory parallel computing system will process the application of MODFLOW be extended to the fleet of the most popular systems, so that a large-scale simulation could take full advantage of hundreds or even thousands parallel processors. P-MODFLOW has a good parallel performance, with the maximum speedup of 18.32 (14 processors). Super linear speedups have been achieved in the parallel tests, indicating the efficiency and scalability of the code. Parallel program design, load balancing and full use of the PETSc were considered to achieve a highly efficient parallel program. 3. The characterization of regional ground water flow system is very important for high-level radioactive waste geological disposal. The Beishan area, located in northwestern Gansu Province, China, is selected as a potential site for disposal repository. The area includes about 80000 km2 and has complicated hydrogeological conditions, which greatly increase the computational effort of regional ground water flow models. In order to reduce computing time, parallel computing scheme was applied to regional ground water flow modeling. Models with over 10 million cells were used to simulate how the faults and different recharge conditions impact regional ground water flow pattern. The results of this study provide regional ground water flow information for the site characterization of the potential high-level radioactive waste disposal.

Analysis of educational materials and destruction/opt-out initiatives for storage and use of residual newborn screening samples.

In recent years, the storage and use of residual newborn screening (NBS) samples has gained attention. To inform ongoing policy discussions, this article provides an update of previous work on new policies, educational materials, and parental options regarding the storage and use of residual NBS samples. A review of state NBS Web sites was conducted for information related to the storage and use of residual NBS samples in January 2010. In addition, a review of current statutes and bills introduced between 2005 and 2009 regarding storage and/or use of residual NBS samples was conducted. Fourteen states currently provide information about the storage and/or use of residual NBS samples. Nine states provide parents the option to request destruction of the residual NBS sample after the required storage period or the option to exclude the sample for research uses. In the coming years, it is anticipated that more states will consider policies to address parental concerns about the storage and use of residual NBS samples. Development of new policies regarding storage and use of residual NBS samples will require careful consideration of impact on NBS programs, parent and provider educational materials, and respect for parents among other issues.