Investigations of secondary organic aerosol formation in laboratory chambers

Secondary organic aerosol (SOA) is produced in the atmosphere by oxidation of volatile organic compounds. Laboratory chambers are used understand the formation mechanisms and evolution of SOA formed under controlled conditions. This thesis presents studies of SOA formed from anthropogenic and biogenic precursors and discusses the effects of chamber walls on suspended vapors and particles.

During a chamber experiment, suspended vapors and particles can interact with the chamber walls. Particle wall loss is relatively well-understood, but vapor wall losses have received little study. Vapor wall loss of 2,3-epoxy-1,4-butanediol (BEPOX) and glyoxal was identified, quantified, and found to depend on chamber age and relative humidity.

Particles reside in the atmosphere for a week or more and can evolve chemically during that time period, a process termed aging. Simulating aging in laboratory chambers has proven to be challenging. A protocol was developed to extend the duration of a chamber experiment to 36 h of oxidation and was used to evaluate aging of SOA produced from m-xylene. Total SOA mass concentration increased and then decreased with increasing photooxidation suggesting a transition from functionalization to fragmentation chemistry driven by photochemical processes. SOA oxidation, measured as the bulk particle elemental oxygen-to-carbon ratio and fraction of organic mass at m/z 44, increased continuously starting after 5 h of photooxidation.

The physical state and chemical composition of an organic aerosol affect the mixing of aerosol components and its interactions with condensing species. A laboratory chamber protocol was developed to evaluate the mixing of SOA produced sequentially from two different sources by heating the chamber to induce particle evaporation. Using this protocol, SOA produced from toluene was found to be less volatile than that produced from a-pinene. When the two types of SOA were formed sequentially, the evaporation behavior most closely represented that of SOA from the second parent hydrocarbon, suggesting that the structure of the mixed SOA particles resembles a core of SOA from the first precursor coated by a layer of SOA from the second precursor, indicative of limiting mixing.

Algae from the inland ice of Greenland. [Translation from: Kongl.Vetenskaps-Akademiens Forhandlingar 1871(2) 293-296, 1871.]

On the large inland ice cover of Greenland, where the temperature even during the short summer, falls below freezing some time during the daily 24 hours, it is still possible to find organic life. The author found in melted ice water several species of algae on his ”walk” in the latter part of July 1870. The article describes the finds and tries to identify the algae to family level.

Investigation of Fundamental Processes Governing Secondary Organic Aerosol Formation in Laboratory Chambers

Our understanding of the processes and mechanisms by which secondary organic aerosol (SOA) is formed is derived from laboratory chamber studies. In the atmosphere, SOA formation is primarily driven by progressive photooxidation of SOA precursors, coupled with their gas-particle partitioning. In the chamber environment, SOA-forming vapors undergo multiple chemical and physical processes that involve production and removal via gas-phase reactions; partitioning onto suspended particles vs. particles deposited on the chamber wall; and direct deposition on the chamber wall. The main focus of this dissertation is to characterize the interactions of organic vapors with suspended particles and the chamber wall and explore how these intertwined processes in laboratory chambers govern SOA formation and evolution.

A Functional Group Oxidation Model (FGOM) that represents SOA formation and evolution in terms of the competition between functionalization and fragmentation, the extent of oxygen atom addition, and the change of volatility, is developed. The FGOM contains a set of parameters that are to be determined by fitting of the model to laboratory chamber data. The sensitivity of the model prediction to variation of the adjustable parameters allows one to assess the relative importance of various pathways involved in SOA formation.

A critical aspect of the environmental chamber is the presence of the wall, which can induce deposition of SOA-forming vapors and promote heterogeneous reactions. An experimental protocol and model framework are first developed to constrain the vapor-wall interactions. By optimal fitting the model predictions to the observed wall-induced decay profiles of 25 oxidized organic compounds, the dominant parameter governing the extent of wall deposition of a compound is identified, i.e., wall accommodation coefficient. By correlating this parameter with the molecular properties of a compound via its volatility, the wall-induced deposition rate of an organic compound can be predicted based on its carbon and oxygen numbers in the molecule.

Heterogeneous transformation of δ-hydroxycarbonyl, a major first-generation product from long-chain alkane photochemistry, is observed on the surface of particles and walls. The uniqueness of this reaction scheme is the production of substituted dihydrofuran, which is highly reactive towards ozone, OH, and NO3, thereby opening a reaction pathway that is not usually accessible to alkanes. A spectrum of highly-oxygenated products with carboxylic acid, ester, and ether functional groups is produced from the substituted dihydrofuran chemistry, thereby affecting the average oxidation state of the alkane-derived SOA.

The vapor wall loss correction is applied to several chamber-derived SOA systems generated from both anthropogenic and biogenic sources. Experimental and modeling approaches are employed to constrain the partitioning behavior of SOA-forming vapors onto suspended particles vs. chamber walls. It is demonstrated that deposition of SOA-forming vapors to the chamber wall during photooxidation experiments can lead to substantial and systematic underestimation of SOA. Therefore, it is likely that a lack of proper accounting for vapor wall losses that suppress chamber-derived SOA yields contribute substantially to the underprediction of ambient SOA concentrations in atmospheric models.

Ecologia do jacaré de papo amarelo (Caiman latirostris, Daudin 1802) em ambiente urbano no município do Rio de Janeiro

Estudos ecológicos em meio urbano servem de subsídios à estratégias de conservação, propostas de manejo e/ou adequações dos planejamentos urbanos. No presente estudo analisei a ecologia do jacaré de papo amarelo em meio urbano no muncípio do Rio de Janeiro. O estudo foi realizado em um complexo de lagoas inseridos em meio a cidade do RJ. O complexo lagunar de Jacarepaguá está situado entre os principais bairros que mais cresceram nos últimos dez anos, tais como: Barra da Tijuca, Recreio dos Bandeirantes e a região de Jacarepaguá. Estudei o crescimento corpóreo do jacaré de papo amarelo e o seu desenvolvimento até a idade da primeira reprodução. O processo de crescimento individual é fundamental para todos os organismos, e seus respectivos estudos têm sido um assunto de preocupação ao manejo e conservação de espécies. Os dados para análise da taxa de crescimento individual compreenderam de recapturas de diferentes animais após intervalos conhecidos (data da recaptura - data da captura). Realizei um total de 20 recapturas de jacarés dentre 352 capturas. A maioria dos estudos de crescimento de jacarés foram realizadas em regiões mais frias, de latitudes mais baixas, logo os efeitos climáticos podem ser um fator importante no desenvolvimento desses animais. Após determinar a idade dos jacarés procurei analisar a distribuição de classes etárias utilizando a idade dos animais, e a razão sexual para entender a dinâmica da população através de sua estrutura etária e sexo. Foi feito uma distribuição por classes etárias e razão sexual dos indivíduos da população e a distribuição dos estágios de idade subsidiaram uma tabela de vida para C. latirostris em meio urbano. Foram capturados 68 (19,3%) jacarés juvenis, 180 (51,1%) sub adultos, e 104 (29,6%) adultos. A razão sexual para os jacarés capturados no Complexo Lagunar de Jacarepaguá foi de 3,3:1 (macho:fêmea), onde capturei 213 (78,7%) machos para 65 (21,3%) fêmeas e 90 jacarés juvenis onde não é possível identificar o sexo devido a idade. A taxa líquida de crescimento da população apresentou um valor negativo, o que corrobora a hipótese alternativa que a população estaria diminuindo. Conclui que a população de jacarés no complexo lagunar de Jacarepaguá não está crescendo. Devido a interação com o meio urbano ser cada vez mais intensificada realizei uma pesquisa sócio ambiental para entender qual é a relação da população humana em relação ao convívio com os jacarés em seu dia a dia na cidade do Rio de Janeiro. Desta forma, foi realizado um estudo com o objetivo de identificar as percepções ambientais e concepções das pessoas em relação ao convívio com jacarés nos bairros do Recreio dos Bandeirantes e Barra da Tijuca, no Rio de Janeiro. Os dados coletados representaram conceituações negativo-positivas que os entrevistados apresentaram sobre a relação com os jacarés em áreas urbanas no município do Rio de Janeiro. Por meio deste estudo, conclui-se que há uma carência de elaboração de propostas de desenvolvimento, de estratégias de educação ambiental e melhor divulgação sobre noções ecológicas para a preservação de jacarés e seus ambientes, tanto para a população como para os responsáveis técnicos dos programas sócioambientais do município.

Charter and Party Boat Operators in the U.S. Gulf of Mexico: A Social Structure Perspective

To better address the charter and party boat fishery needs in the U.S. Gulf of Mexico, fishery managers must understand the linkages between the industry and other groups and organizations that affect its success. Gulf state charter and party boat operators were interviewed to ascertain the extent of their social network linkages, membership in community organizations, business community relationships, and linkages to information sources. Approximately one-third to one-half of the charter and party boat operators did not belong to local community organizations that could assist their business through tourism promotion or natural resource protection. Despite their limited integration in the community, the vast majority of operators gave and received referrals from other businesses. Of four major information sources, the National Weather Service and the County Marine Extension agents were rated highest and lowest, respectively, in mean importance to charter and party boat operators. Results suggest that business success can be enhanced by strengthening network ties between operators and local businesses, chambers of commerce, and tourism organizations. For this to occur, individual operators and charter/party boat organizations need to become more effective in representing industry interests. Informational linkages between industry and govemment agencies also need improvement.

Centennial Lecture I: History and Contributions of the Woods Hole Fisheries Laboratory

The genesis and the early history of the Woods Hole Laboratory (WHL), to a lesser extent the Marine Biological Laboratory (MBL), and to some degree the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), were elegantly covered by Paul S. Galtsoff (1962) in his BCF Circular "The Story of the Bureau of Commercial Fisheries Biological Laboratory, Woods Hole, Massachusetts." It covers the period from the beginning in 1871 to 1958. Galtsoffs more than 35-year career in the fishery service was spent almost entirely in Woods Hole. I will only briefly touch on that portion of the Laboratory's history covered by Galtsoff. Woods Hole, as a center of marine science, was conceived and implemented largely by one man, Spencer Fullerton Baird, at that time Assistant Secretary of the Smithsonian and who was also instrumental in the establishment of the National Museum and Permanent Secretary of the newly established American Association for the Advancement of Science. He was appointed by President Ulysses S. Grant in 1871 as the first U.S. Commissioner of Fisheries. Fisheries research began here as early as 1871, but a permanent station did not exist until 1885.

Fios do novelo: crianças negras, educação e trabalho em Vassouras, 1871 a 1910

Nosso trabalho analisa o processo de escolarização de crianças negras em Vassouras, de 1871 a 1910. Intencionamos unir as reflexões do campo da História e da História da Educação, para compreender a organização da sociedade e a inserção da escola nessa cidade, destacando a presença das crianças negras nos bancos escolares. Para conhecer a organização social de Vassouras dialogamos com Raposo (1978) e Stein (1990), dois historiadores cujas obras marcam a história da cidade. Seguindo a mesma trilha, analisamos a produção dos historiadores ligados ao Vale do Paraíba, tais como: Salles (2008), Muaze (2008) e Gomes (2006) para compreender a formação das famílias e seus títulos de nobreza. Também dialogamos com os professores Góes e Florentino (1997) e Mattos (1998) para compreender a formação da família escrava e o significado da liberdade. Na História da Educação destacamos os estudos desenvolvidos por: Gondra e Schueler (2008), que sinalizam que há poucos estudos sobre o processo de escolarização de negros, afrodescendentes e índios no período imperial. Esse quadro apontado pelos autores citados anteriormente já começou a mudar. O estudo de Silva (2000) sobre a escola para meninos negros na Corte foi um dos pioneiros na perspectiva histórica. Igualmente desbravador do campo foi a pesquisa realizada por Barros (2005) sobre o processo de escolarização de negros em São Paulo. Os trabalhos de Fonseca (2002 e 2009) desmistificam a tese de ausência de crianças negras nas escolas das Gerais. Gonçalves (2005) faz um balanço da questão e apresenta novas lacunas em áreas onde ainda não há pesquisas sobre os negros na Educação, entre elas a província do Rio de Janeiro. Este estudo buscou preencher essa lacuna a partir de documentos que se encontravam em diferentes acervos da cidade e do Estado do Rio de Janeiro. Nessas instituições coletamos: pedidos de Soldada, o jornal O Vassourense, verbetes de dicionários tecnológicos de Direito e verbetes do dicionário bibliográfico Velho Sobrinho. Em Vassouras encontramos os Mapas de Frequência Escolar e os Ofícios remetidos ao diretor da Instrução Pública. O processo histórico de educação dos libertos, iniciado com a Lei do Ventre Livre em 1871, em Vassouras pode ser acompanhado pelos Mapas de Frequência Escolar, e esses documentos nos permitem acompanhar até que idade essa criança negra permanecia na escola e também conhecer a sua saída para o mundo do trabalho. O ano de 1910 foi estabelecido para acompanhar o movimento interno, da própria documentação existente nos acervos de Vassouras, que após esse período apresentavam lacunas que dificultavam a montagem de uma série que permitisse uma análise das questões educacionais em paralelo com as questões sociais e econômicas. Adotamos como suporte teórico metodológico o Paradigma Indiciário proposto por Ginzburg (1989), que busca reconstruir as sociedades de tempos pretéritos a partir de vestígios, pistas e indícios presentes nos documentos. Também nos auxiliaram na leitura dos documentos os livros escritos por Elias (1993, 1994, 2000 e 2001), nos quais buscávamos base para ler o mundo das letras e o mundo do trabalho da sociedade vassourense no final do Império e início da República

Fios do novelo: crianças negras, educação e trabalho em Vassouras, 1871 a 1910

Nosso trabalho analisa o processo de escolarização de crianças negras em Vassouras, de 1871 a 1910. Intencionamos unir as reflexões do campo da História e da História da Educação, para compreender a organização da sociedade e a inserção da escola nessa cidade, destacando a presença das crianças negras nos bancos escolares. Para conhecer a organização social de Vassouras dialogamos com Raposo (1978) e Stein (1990), dois historiadores cujas obras marcam a história da cidade. Seguindo a mesma trilha, analisamos a produção dos historiadores ligados ao Vale do Paraíba, tais como: Salles (2008), Muaze (2008) e Gomes (2006) para compreender a formação das famílias e seus títulos de nobreza. Também dialogamos com os professores Góes e Florentino (1997) e Mattos (1998) para compreender a formação da família escrava e o significado da liberdade. Na História da Educação destacamos os estudos desenvolvidos por: Gondra e Schueler (2008), que sinalizam que há poucos estudos sobre o processo de escolarização de negros, afrodescendentes e índios no período imperial. Esse quadro apontado pelos autores citados anteriormente já começou a mudar. O estudo de Silva (2000) sobre a escola para meninos negros na Corte foi um dos pioneiros na perspectiva histórica. Igualmente desbravador do campo foi a pesquisa realizada por Barros (2005) sobre o processo de escolarização de negros em São Paulo. Os trabalhos de Fonseca (2002 e 2009) desmistificam a tese de ausência de crianças negras nas escolas das Gerais. Gonçalves (2005) faz um balanço da questão e apresenta novas lacunas em áreas onde ainda não há pesquisas sobre os negros na Educação, entre elas a província do Rio de Janeiro. Este estudo buscou preencher essa lacuna a partir de documentos que se encontravam em diferentes acervos da cidade e do Estado do Rio de Janeiro. Nessas instituições coletamos: pedidos de Soldada, o jornal O Vassourense, verbetes de dicionários tecnológicos de Direito e verbetes do dicionário bibliográfico Velho Sobrinho. Em Vassouras encontramos os Mapas de Frequência Escolar e os Ofícios remetidos ao diretor da Instrução Pública. O processo histórico de educação dos libertos, iniciado com a Lei do Ventre Livre em 1871, em Vassouras pode ser acompanhado pelos Mapas de Frequência Escolar, e esses documentos nos permitem acompanhar até que idade essa criança negra permanecia na escola e também conhecer a sua saída para o mundo do trabalho. O ano de 1910 foi estabelecido para acompanhar o movimento interno, da própria documentação existente nos acervos de Vassouras, que após esse período apresentavam lacunas que dificultavam a montagem de uma série que permitisse uma análise das questões educacionais em paralelo com as questões sociais e econômicas. Adotamos como suporte teórico metodológico o Paradigma Indiciário proposto por Ginzburg (1989), que busca reconstruir as sociedades de tempos pretéritos a partir de vestígios, pistas e indícios presentes nos documentos. Também nos auxiliaram na leitura dos documentos os livros escritos por Elias (1993, 1994, 2000 e 2001), nos quais buscávamos base para ler o mundo das letras e o mundo do trabalho da sociedade vassourense no final do Império e início da República

Letras, ideias e culturas políticas: os escritos de Nabuco de Araújo (1843-1876)

A presente tese foi elaborada a partir do legado documental de José Thomaz Nabuco de Araújo (1813-1878), constituído de textos impressos, manuscritos políticos, cartas e bilhetes produzidos especialmente nas décadas de cinquenta e sessenta do oitocentos e conservados no Instituto Histórico e Geográfico Brasileiro. Político e homem de letras, frequentou bibliotecas e livrarias daquelas décadas, quando teve contato com obras e tendências do pensamento europeu. Os livros da biblioteca da Faculdade de Direito de Recife, onde se formou bacharel juntamente com outros burocratas de sua geração em 1835, marcaram o início de práticas de leitura e escrita voltadas para a apropriação do conteúdo e construção intencional de ideias políticas expressas no decorrer de sua rica e complexa trajetória como senador e ministro da justiça em gabinetes de diferentes siglas partidárias. O personagem fez uso das linguagens e matrizes do pensamento jusnaturalista, utitilarista, liberal e do humanismo cívico ao protagonizar importantes debates diretamente relacionados à prática da cidadania no Segundo Reinado, com destaque para temas como emancipação dos escravos, a participação civil de estrangeiros no Brasil, a liberdade de imprensa, a descentralização, reformas eleitorais e a missão dos partidos políticos. Nesse sentido, a temporalidade das ideias presentes no discurso evidenciaram não só os aspectos perenes, como também transitórios do pensamento de Nabuco de Araújo. Certas transformações e permanências são perceptíveis no final da década de 1850, ocasião em que o Gabinete da Conciliação deixou de existir e deu passagem, já em 1862, à Liga Progressista, uma aliança entre conservadores moderados e antigos liberais do Império. O estudo sobre o processo de emancipação gradativa dos escravos, especialmente no ano de 1871, ocasião em que o político pertenceu ao Movimento Centro Liberal, também constitui oportunidade ímpar para verificar a introdução de termos como pessoa nos escritos do personagem. Guiado por seus próprios interesses, ou por interesses do Governo e do seu partido, Nabuco de Araújo contribuiu para a formulação de novos conceitos e práticas e, portanto, exerceu influência na configuração da cultura política imperial, junto a seus pares. O referencial teórico fundamentado em autores da História das Ideias, especialmente Quentin Skinner, e nos estudos de produção de texto de Robert Darnton possibilitaram o entendimento dos limites e intersecções entre o liberalismo e o conservadorismo político no Segundo Reinado, além de desencadear certo revisionismo histórico da obra Um Estadista do Império, biografia póstuma de José Thomaz Nabuco de Araújo, elaborada por seu filho Joaquim Nabuco.

Lordship and the peasant economy, c.1250-c.1400: Robert Kyng and the Abbot of Bury St Edmunds

Schofield, P. (2007). Lordship and the peasant economy, c.1250-c.1400: Robert Kyng and the Abbot of Bury St Edmunds. Past and Present. 195(Sup. 2), pp.53-68. RAE2008