Waste collection routing-limited multiple landfills and heterogeneous fleet

This article deals with a real-life waste collection routing problem. To efficiently plan waste collection, large municipalities may be partitioned into convenient sectors and only then can routing problems be solved in each sector. Three diverse situations are described, resulting in three different new models. In the first situation, there is a single point of waste disposal from where the vehicles depart and to where they return. The vehicle fleet comprises three types of collection vehicles. In the second, the garage does not match any of the points of disposal. The vehicle is unique and the points of disposal (landfills or transfer stations) may have limitations in terms of the number of visits per day. In the third situation, disposal points are multiple (they do not coincide with the garage), they are limited in the number of visits, and the fleet is composed of two types of vehicles. Computational results based not only on instances adapted from the literature but also on real cases are presented and analyzed. In particular, the results also show the effectiveness of combining sectorization and routing to solve waste collection problems.

Study on Solid Waste Management : An Economic Analysis with Respect to Ernakulam District

This thesis analyzed waste generation and waster disposal problems in municipalities and Cochin Corporation in Ernakulam district.Then the potential of resource recovery and recycling from biodegradable and non bio-degradable waste is established.The study further focused on the need for segregation of waste at the source as biodegradable and non biodegradable solid waste.The potential of resource recovery is explained in detail through the case study.The thesis also highlights the economically viable and environmental friendly methods o f treatment of waste.But the problem is that concerted and earnest attempts are lacking in making use of such methods.In spite of the health problems faced,people living near the dump sites are forced to stay there either because of their weak economic background or family ties.The study did not calculate the economic cost of health problems arising out of unscientific and irresponsible methods of waste disposal.

Plan de empresa para TECO: modelo de impacto social, autosostenibilidad financiera y de minimización de la huella del e-waste en Bogotá

La red TECO es una iniciativa que integra elementos ya conocidos en el mundo de la publicidad y de la gestión RAEE, en un nuevo modelo de negocio. Esto le permite competir de manera efectiva en un segmento de mercado que si bien no está saturado, requiere de cambios estructurales para poder cumplir su objetivo. El éxito del modelo de TECO radicará en la capacidad de generar su propio flujo de dinero, lo que le garantiza su auto sostenimiento, mientras minimiza la barrera del pensamiento tradicional en la comunidad respecto al miedo de desechar el e-waste (a través de la educación). De igual manera ayudará a todos los participantes de la red a mejorar su reputación y posicionar sus marcas. En última instancia el gran ganador de esta iniciativa es el medio ambiente. Al juntar todos los segmentos de mercado, de entre los cuales TECO podrá participar en su mercado objetivo de mil empresas en Bogotá, estos suman alrededor de ochocientos treinta y ocho mil millones. De esta cifra global nada despreciable, TECO podrá aspirar a cerca de un 0.19% de participación. Más concretamente, en lo que respecta a la categoría de presupuestos destinados a programas posconsumo RAEE y Green Businesses orientados a la publicidad institucional, TECO espera obtener un 6.13% del share.

Synthesis and evaluation of lipophilic BTBP ligands for An/Ln separation in nuclear waste treatment: the effect of alkyl substitution on extraction properties and implications for ligand design

Four new 6,6′-bis(1,2,4-triazin-3-yl)-2,2′-bipyridine (BTBP) ligands, which contain either additional alkyl groups on the pyridine rings or seven-membered aliphatic rings attached to the triazine rings, have been synthesized, and the effects of the additional alkyl substitution in the 4- and 4′-positions of the pyridine rings on their extraction properties with LnIII and AnIII cations in simulated nuclear waste solutions have been studied. The speciation of ligand 13 with some trivalent lanthanide nitrates was elucidated by 1H NMR spectroscopic titrations and ESI-MS. Although 13 formed both 1:1 and 1:2 complexes with LaIII and YIII, only 1:2 complexes were observed with EuIII and CeIII. Quite unexpectedly, both alkyl-substituted ligands 12 and 13 showed lower solubilities in certain diluents than the unsubstituted ligand CyMe4-BTBP. Compared to CyMe4-BTBP, alkyl-substitution was found to decrease the rates of metal-ion extraction of the ligands in both 1-octanol and cyclohexanone. A highly efficient (DAm > 10) and selective (SFAm/Eu > 90) extraction was observed for 12 and 13 in cyclohexanone and for 13 in 1-octanol in the presence of a phase-transfer agent. The implications of these results for the design of improved extractants for radioactive waste treatment are discussed.

Greenhouse gas emissions from waste management—assessment of quantification methods

Of the many sources of urban greenhouse gas (GHG) emissions, solid waste is the only one for which management decisions are undertaken primarily by municipal governments themselves and is hence often the largest component of cities’ corporate inventories. It is essential that decision-makers select an appropriate quantification methodology and have an appreciation of methodological strengths and shortcomings. This work compares four different waste emissions quantification methods, including Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 1996 guidelines, IPCC 2006 guidelines, U.S. Environmental Protection Agency (EPA) Waste Reduction Model (WARM), and the Federation of Canadian Municipalities- Partners for Climate Protection (FCM-PCP) quantification tool. Waste disposal data for the greater Toronto area (GTA) in 2005 are used for all methodologies; treatment options (including landfill, incineration, compost, and anaerobic digestion) are examined where available in methodologies. Landfill was shown to be the greatest source of GHG emissions, contributing more than three-quarters of total emissions associated with waste management. Results from the different landfill gas (LFG) quantification approaches ranged from an emissions source of 557 kt carbon dioxide equivalents (CO2e) (FCM-PCP) to a carbon sink of −53 kt CO2e (EPA WARM). Similar values were obtained between IPCC approaches. The IPCC 2006 method was found to be more appropriate for inventorying applications because it uses a waste-in-place (WIP) approach, rather than a methane commitment (MC) approach, despite perceived onerous data requirements for WIP. MC approaches were found to be useful from a planning standpoint; however, uncertainty associated with their projections of future parameter values limits their applicability for GHG inventorying. MC and WIP methods provided similar results in this case study; however, this is case specific because of similarity in assumptions of present and future landfill parameters and quantities of annual waste deposited in recent years being relatively consistent.

Analysis of hybrid waste-to-energy for medium-sized cities

Urban centers have a huge demand for electricity and the growing problem of the solid waste management generated by their population, a relevant social and administrative problem. The correct disposal of the municipal solid waste (MSW) generated in cities is one of the most complex engineering problems that involves logistics, safety, environmental and energetic aspects for its adequate management. Due to a national policy of solid wastes recently promulgated, Brazilian cities are evaluating the technical and economic feasibility of incinerating the non-recyclable waste. São José dos Campos, a São Paulo State industrialized city, is considering the composting of organic waste for biogas production and mass incineration of non-recyclable waste. This paper presents a waste-to-energy system based on the integration of gas turbines to a MSW incinerator for producing thermal and electric energy as an alternative solution for the solid waste disposal in São José dos Campos, SP. A technical and economic feasibility study for the hybrid combined cycle plant is presented and revealed to be attractive when carbon credit and waste tax are included in the project income. © 2013 Elsevier Ltd.

Potentially hazardous waste produced at home

Background: The purpose of this study was to identify the sources of waste generation household consisting of biological material and to investigate the knowledge presented by those responsible for the generation of waste in the home environment on the potential health risk human and environmental. Method. It is a quantitative survey performed in Parque Capuava, Santo André (SP). The questionnaire was administered by the community employers and nursing students during the consultation with nursing supervision through interview question/answer. The exclusion criteria were patients who were not in the area served by the Basic Health Unit which covers the area of Pq Capuava. The sample was consisted of 99 persons and the data collection a questionnaire was used. Results: We observed that 63.3% of people said to use disposables, with the majority (58.7%) of these use the public collection as the final destination of these materials. It was reported that 73.7% of those surveyed reported having knowledge about the risk of disease transmission. Public awareness of the importance of proper packaging and disposal of potentially hazardous household waste may contribute significantly to the preservation of human and environmental health and this procedure can be performed and supervised by professional nurses. Conclusion: We suggest implementation of workshops for community health workers and the general population in order to enhance their knowledge about the storage and disposal of potentially infectious waste generated at home, thereby reducing the potential risk of disease transmission by improper management. © 2013 Chaves et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Estudo comparativo da evolução da legislação internacional e brasileira sobre repositórios geológicos de rejeitos radioativos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fragmentation of extracellular DNA by long-term exposure to radiation from uranium in aquatic environments

Persistent harmful scenarios associated with disposal of radioactive waste, high-background radiation areas and severe nuclear accidents are of great concern regarding consequences to both human health and the environment. Of particular concern is the extracellular DNA in aquatic environments contaminated by radiological substances. Strand breaks induced by radiation promote decrease in the transformation efficiency for extracellular DNA. The focus of this study is the quantification of DNA damage following long-term exposure (over one year) to low doses of natural uranium (an alpha particle emitter) to simulate natural conditions, since nothing is known about alpha radiation induced damage to extracellular DNA. A high-resolution Atomic Force Microscope was used to evaluate DNA fragments. Double-stranded plasmid pBS as a model for extracellular DNA was exposed to different amounts of natural uranium. It was demonstrated that low concentrations of U in water (50 to 150 ppm) produce appreciable numbers of double strand breaks, scaling with the square of the average doses. The importance of these findings for environment monitoring of radiological pollution is addressed.

Spurenanalyse von Uran und Plutonium sowie Speziationsuntersuchungen an Plutonium mit massenspektrometrischen und kapillarelektrophoretischen Methoden

Die Elemente Uran und Plutonium besitzen seit Entdeckung der Kernspaltung und der technischen Nutzung der Kernenergie eine globale Bedeutung. So trägt Pu hauptsächlich zur Radiotoxizität von abgebrannten Brennelementen bei und erfordert im Falle einer Endlagerung in einer tiefen geologischen Formation einen sicheren Verschluss für bis zu einer Million Jahre. Das Wissen über die vorliegenden chemischen Spezies ist dabei entscheidend für das Verständnis der chemisch-physikalischen Wechselwirkungen im jeweiligen geochemischen System, insbesondere mit dem Wirtsgestein (hier Ton) und den allgegenwärtigen Huminstoffen (hier Fulvinsäure). Längerfristig sind so Vorhersagen über einen Transport des hochradioaktiven Abfalls nach Auslaugung und Austritt aus einem Endlager bis in die Biosphäre möglich. Gerade der Ultraspurenbereich, im Fernfeld eines Endlagers zu erwarten, ist dabei von besonderem Interesse. Darüber hinaus machen nuklearforensische Untersuchungen – in Hinblick auf illegal benutztes Nuklearmaterial, Schmuggel oder Nuklearterrorismus – zur Bestimmung der Herkunft, des Alters oder der Radiotoxizität isotopenselektive Nachweismethoden im Ultraspurenbereich notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wurden hierfür die Resonanzionisationsmassenspektrometrie (RIMS) zur isotopenselektiven Spuren- und Ultraspurenanalyse von U und Pu sowie die Kapillarelektrophorese (CE) gekoppelt an die induktiv gekoppelte Plasma (ICP)-Massenspektrometrie (CE-ICP-MS) zur Speziation von Pu eingesetzt. Für den isotopenselektiven Nachweis von Ultraspurenmengen von Uran mittels RIMS wurden vorbereitende Studien durchgeführt und mehrere zweifach resonante Anregungsleitern mit nicht-resonanter Ionisation untersucht. Eine Effizienz von ca. 10^-10 bei einer Nachweisgrenze von 10^12 Atomen U-238 konnte erzielt werden. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Radiochemie, TU München, wurde mittels RIMS die Isotopenzusammensetzung von Plutonium, abgetrennt aus einem panzerbrechenden Urangeschoss aus dem Kosovokonflikt, bestimmt und dieses als Waffenplutonium mit einem Gehalt von 15 pg Pu-239/g Uran identifiziert. Rückschlüsse über Herkunft und Alter des Plutoniums konnten daraus gewonnen werden. Für Studien zur Umweltüberwachung von Plutonium in Rheinland-Pfalz wurden Grund-, Oberflächen- und Klärwasserproben mittels RIMS untersucht. Oberhalb der Nachweisgrenze von ca. 10^7 Atomen Pu-239/500 mL konnte kein signifikanter Gehalt bestimmt werden. Zusätzlich wurden Klärschlammproben untersucht, wobei in einer Probe 5,1*10^7 Atome Pu-239/g gemessen wurde, was auf eine Anreicherung von Pu im Klärschlamm aus großen Wasservolumina hindeuten könnte. Speziationsuntersuchungen von Plutonium in Kontakt mit Fulvinsäure und dem Tonmineral Kaolinit wurden in Hinblick auf die Wechselwirkungen im Umfeld eines nuklearen Endlagers durchgeführt. Die Redoxkinetik von Pu(VI) in Kontakt mit Gorleben-Fulvinsäure zeigt eine mit steigendem pH zunehmend schnellere und vollständige Reduktion und ein vergleichbares Verhalten zur Huminsäure. Für ein Plutoniumgemisch aus allen vier umweltrelevanten Oxidationsstufen in Kontakt mit Gorleben-Fulvinsäure konnte nach ca. 1 Monat Kontaktzeit eine fasst vollständige Reduktion zum tri- und tetravalenten Pu beobachtet werden. Sorptionsuntersuchungen der stabilsten Oxidationsstufe, Pu(IV), in Kontakt mit Kaolinit bei pH = 0 bis 13 im Konzentrationsbereich 10^-7 bis 10^-9 mol/L verdeutlichen das ausgeprägte Sorptionsverhalten von Pu(IV) (ca. 60% bis 90% Sorption) im umweltrelevanten pH-Bereich bei einem Einsetzen der Sorption bei pH = 0 bis 2. Im Rahmen des "Colloid and Radionuclide Retardation" (CRR) Experiments im Felslabor Grimsel, Schweizer Alpen, wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Nukleare Entsorgung, Karlsruhe, die kolloidgetragene Migration von Pu(IV) in einem Grundwasserstrom durch Scherzonen im Granitgestein unter umweltrelevanten Bedingungen untersucht. Bei Zugabe von im Grundwasser stabilen Bentonitkolloiden – Bentonit wird als ein geeignetes Verschlussmaterial für nukleare Abfälle erforscht – konnte ein erhöhter Transport des Pu(IV) beobachtet werden, der durch Sorption des Pu an die mobilen Kolloide hervorgerufen wird. Zur Speziation von Plutonium im Ultraspurenbereich wurde im Rahmen dieser Arbeit an der Entwicklung der Kopplung der CE mit der sehr sensitiven RIMS gearbeitet. Das Prinzip der offline-Kopplung basiert auf dem Sammeln der zu unterschiedlichen Zeiten am Ende der Kapillare eluierten Oxidationsstufen in einzelnen Fraktionen. Aus jeder Fraktion wird ein eigenes Filament hergestellt und mit RIMS auf seinen Plutoniumgehalt untersucht. Eine erste Validierung der Methode konnte durch Bestimmung der Oxidationsstufenzusammensetzung eines bekannten Gemischs erfolgreich für einen Gehalt von ca. 6*10^9 Atome Pu-239 durchgeführt werden. Dies stellt einen möglichen Zugang zu dem erwarteten Konzentrationsbereich im Fernfeld eines Endlagers dar.

Study of the interactions of Neptunium with humic substances and the clay mineral montmorillonite by direct and non direct speciation methods

For the safety assessment of radioactive waste, the possibility of radionuclide migration has to be considered. Since Np (and also Th due to the long-lived 232-Th) will be responsible for the greatest amount of radioactivity one million years after discharge from the reactor, its (im)-mobilization in the geosphere is of great importance. Furthermore, the chemistry of Np(V) is quite similar (but not identical) to the chemistry of Pu(V). Three species of neptunium may be found in the near field of the waste disposal, but pentavalent neptunium is the most abundant species under a wide range of natural conditions. Within this work, the interaction of Np(V) with the clay mineral montmorillonite and melanodins (as model substances for humic acids) was studied. The sorption of neptunium onto gibbsite, a model clay for montmorillonite, was also investigated. The sorption of neptunium onto γ-alumina and montmorillonite was studied in a parallel doctoral work by S. Dierking. Neptunium is only found in ultra trace amounts in the environment. Therefore, sensitive and specific methods are needed for its determination. The sorption was determined by γ spectroscopy and LSC for the whole concentration range studied. In addition the combination of these techniques with ultrafiltration allowed the study of Np(V) complexation with melanoidins. Regrettably, the available speciation methods (e.g. CE-ICP-MS and EXAFS) are not capable to detect the environmentally relevant neptunium concentrations. Therefore, a combination of batch experiments and speciation analyses was performed. Further, the preparation of hybrid clay-based materials (HCM) montmorillonitemelanoidins for sorption studies was achieved. The formation of hybrid materials begins in the interlayers of the montmorillonite, and then the organic material spreads over the surface of the mineral. The sorption of Np onto HCM was studied at the environmentally relevant concentrations and the results obtained were compared with those predicted by the linear additive model by Samadfam. The sorption of neptunium onto gibbsite was studied in batch experiments and the sorption maximum determined at pH~8.5. The sorption isotherm pointed to the presence of strong and weak sorption sites in gibbsite. The Np speciation was studied by using EXAFS, which showed that the sorbed species was Np(V). The influence of M42 type melanodins on the sorption of Np(V) onto montmorillonite was also investigated at pH 7. The sorption of the melanoidins was affected by the order in which the components were added and by ionic strength. The sorption of Np was affected by ionic strength, pointing to outer sphere sorption, whereas the presence of increasing amounts of melanoidins had little influence on Np sorption.

Life Cycle Assessment of Peach Nectar: a comparative analysis between conventional and bioenergy-from-waste integrated food chains

Modern food systems are characterized by a high energy intensity as well as by the production of large amounts of waste, residuals and food losses. This inefficiency presents major consequences, in terms of GHG emissions, waste disposal, and natural resource depletion. The research hypothesis is that residual biomass material could contribute to the energetic needs of food systems, if recovered as an integrated renewable energy source (RES), leading to a sensitive reduction of the impacts of food systems, primarily in terms of fossil fuel consumption and GHG emissions. In order to assess these effects, a comparative life cycle assessment (LCA) has been conducted to compare two different food systems: a fossil fuel-based system and an integrated system with the use of residual as RES for self-consumption. The food product under analysis has been the peach nectar, from cultivation to end-of-life. The aim of this LCA is twofold. On one hand, it allows an evaluation of the energy inefficiencies related to agro-food waste. On the other hand, it illustrates how the integration of bioenergy into food systems could effectively contribute to reduce this inefficiency. Data about inputs and waste generated has been collected mainly through literature review and databases. Energy balance, GHG emissions (Global Warming Potential) and waste generation have been analyzed in order to identify the relative requirements and contribution of the different segments. An evaluation of the energy “loss” through the different categories of waste allowed to provide details about the consequences associated with its management and/or disposal. Results should provide an insight of the impacts associated with inefficiencies within food systems. The comparison provides a measure of the potential reuse of wasted biomass and the amount of energy recoverable, that could represent a first step for the formulation of specific policies on the integration of bioenergies for self-consumption.

Entwicklung von Ionenquellen zur Optimierung von Selektivität und Effizienz bei der resonanten Laserionisation

In der vorliegenden Arbeit werden Entwicklungen zur Optimierung von Selektivität und Effizienz von Resonanzionisations-Laserionenquellen vorgestellt. Mit der Perspektive auf die Anwendungen radioaktiver Ionenstrahlen in der Grundlagenforschung sowie auf Fragestellungen in der Ultraspurenanalytik wurden verschiedene Methoden entwickelt und erprobt: Auf Seiten der Grundlagenforschung wurden zwei komplementäre Ansätze, die Konstruktion von Ionenquellen aus Materialien niedriger Austrittsarbeit und die Weiterentwicklung der Laserionenquelle und -falle LIST umgesetzt. Hierdurch konnte die Selektivität der Resonanzionisation in on-line Tests um einige Gröÿenordnungen verbessert werden. Für die Ultraspurenanalytik wurden speziell angepasste, hocheffiziente Ionenquellen entwickelt. Mit diesen Ionenquellen wurde für die Resonanzionisation von Gallium eine Ionisationseffizienz von 67 % demonstriert, für den Ultraspurennachweis des im Zusammenhang der nuklearen Endlagerung wichtigen Radioisotops 99g-Technetium wurde auf dieser Grundlage eine Nachweisgrenze von weniger als 10^6 Atomen gezeigt.

Speziation von Neptunium bei der Migration in Tongestein

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen eines Stipendiums des interdisziplinärenrnGraduiertenkollegs 826 „Spurenanalytik von Elementspezies: Methodenentwicklung und Anwendungen“, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Land Rheinland-Pfalz, angefertigt. Dabei sollten neue Erkenntnisse über die Wechselwirkung zwischen Neptunium und natürlichem Tongestein mit Hinblick auf die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in einem geologischen Tiefenlager gewonnen werden. Auf Grund seiner langen Halbwertszeit von mehr als zwei Millionen Jahren wird Np-237 einen signifikanten Anteil an der Radiotoxizität dieser Abfälle nach Lagerzeiten von mehr als 1000 Jahren haben. Np tritt in Lösung unter umweltrelevanten Bedingungen in den Oxidationsstufen +IV und +V auf. Auf Grund der guten Löslichkeit und daher höheren Mobilität ist Np(V) als die gefährlichere Spezies einzustufen. In den Migrationsstudien wurdernOpalinuston (OPA) aus Mont Terri, Schweiz, als natürliches Referenzmaterial verwendet. Der Fokus dieser Arbeit lag dabei auf der Speziation von Np an der Mineraloberfläche mittels synchrotronbasierter Röntgenabsorptionsspektroskopie (EXAFS/XANES).rnDie Wechselwirkung zwischen Np(V) und OPA wurde zunächst in Batch- und Diffusionsexperimenten in Abhängigkeit verschiedener experimenteller Parameter (u.a. pH, Temperatur, Hintergrundelektrolyt, Einfluss von Huminsäure, Konkurrenz mit U(VI), aerobe/anaerobe Bedingungen) untersucht. Die Untersuchung der Np-Speziation erfolgt zum einen an Pulverproben aus Batch-Experimenten unter aeroben und anaeroben Bedingungen, welche mittels EXAFS-Spektroskopie untersucht wurden. Zum anderen wurden ortsaufgelöste μ-XANES-Messungen an Np-Anreicherungen auf OPA-Dünnschliffen und in Diffusionsproben durchgeführt. Durch Kombination der Spektroskopie mit μ-Rötngenfluoreszenzmapping (XRF) und μ-Röntgenbeugung (XRD) konnten zudem Erkenntnisse über die Elementverteilung von Np und anderen im Opalinuston enthaltenen Elementen sowie über kristalline Mineralphasen im Umfeld von Bereichen erhöhter Np-Konzentration erhalten werden.rnSowohl Sorptionsexperimente als auch die spektroskopischen Untersuchungen zeigten eine teilweise Reduktion von Np(V) zu Np(IV) bei der Wechselwirkung mit OPA. Dabei konnte Pyrit als eine der redoxaktiven Phasen identifiziert werden. In diesem Zusammenhang ist die Bildung schwerlöslicher Np(IV)-Spezies mit Hinblick auf die Endlagerung positiv zu bewerten.