Development of a multi-species method by GC-coupling with inductively coupled plasma isotope dilution mass spectrometry for the simultaneous determination of alkylated lead, mercury and tin compounds

An accurate and sensitive species-specific GC-ICP-IDMS (gas chromatography inductively coupled plasma isotope dilution mass spectrometry) method for the determination of trimethyllead and a multi-species-specific GC-ICP-IDMS method for the simultaneous determination of trimethyllead, methylmercury, and butyltins in biological and environmental samples were developed. They allow the determination of corresponding elemental species down to the low ng g-1 range. The developed synthesis scheme for the formation of isotopically labeled Me3206Pb+ can be used for future production of this spike. The novel extraction technique, stir bar sorptive extraction (SBSE), was applied for the first time in connection with species-specific isotope dilution GC-ICP-MS for the determination of trimethyllead, methylmercury and butyltins. The results were compared with liquid-liquid extraction. The developed methods were validated by the analysis of certified reference materials. The liquid-liquid extraction GC-ICP-IDMS method was applied to seafood samples purchased from a supermarket. The methylated lead fraction in these samples, correlated to total lead, varied in a broad range of 0.01-7.6 %. On the contrary, the fraction of methylmercury is much higher, normally in the range of 80-98 %. The highest methylmercury content of up to 12 µg g-1 has been determined in shark samples, an animal which is at the end of the marine food chain, whereas in other seafood samples a MeHg+ content of less than 0.2 µg g-1 was found. Butyltin species could only be determined in samples, where anthropogenic contaminations must be assumed. This explains the observed broad variation of the butylated tin fraction in the range of <0.3-49 % in different seafood samples. Because all isotope-labelled spike compounds, except trimethyllead, are commercially available, the developed multi-species-specific GC-ICP-IDMS method has a high potential in future for routine analysis.

Entwicklung einer GC-MS-Methode zur Bestimmung von Iodspezies in wässrigen und gasförmigen Umweltproben

In der Vergangenheit wurde die Wichtigkeit von Iodverbindungen im Bezug auf die Aerosolbildung in Küstennähe wiederholt bestätigt. Durch Photolyse von flüchtigen iodorganischen Verbindungen (VOIs) können in der Atmosphäre Iodatome gebildet werden. Diese hochreaktiven Radikale wiederum können mit Ozon und/oder OH-Radikalen reagieren. Es werden so unter anderem schwerflüchtige Iodoxide gebildet, die in die Partikelphase übergehen können. Um ein Verständnis für die Mechanismen und chemischen Reaktionen zu bekommen, die zur Bildung von iodhaltigen Aerosolpartikeln führen, müssen auch Vorläufersubstanzen qualitativ und quanitativ bestimmt werden. Ob diese Reaktionen und chemischen Verbindungen auch über dem offenen Ozean einen Beitrag zu Aerosolbildung und somit zur Beeinflussung des weltweitem Klimas leisten, soll in dem EU-Projekt MAP geklärt werden, diese Arbeit ist Teil dieses Projekts. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Methode entwickelt, die es zum einen möglich macht, anorganisches Iod in Meerwasser zu bestimmen. Zum anderen sollte eine Methode entwickelt werden, um elementares Iod in der maritimen Atmosphäre zu bestimmen. Es wurde eine Derivatisierungsmethode entwickelt, die es möglich macht elementares Iod in Anwesenheit von Stärke, a-Cyclodextrin oder RAMEA zu derivatisieren. Die Derivatisierung erfolgt zu 4-Iodo-N,N-Dimethylanilin. Durch Extraktion wird der Analyt in die organische Phase überführt. Die Quantifizierung erfolgt anschließend über die Analyse mit GC/MS und externer Kalibrierung. Die absolute Nachweisgrenze für Iod in Wasser beträgt 0,57nmol, für Iodid 0,014nmol und für Iodat 0,115nmol. Die absoluten Nachweisgrenzen für Iod in Anwesenheit eines Absorptionsmittel betragen für Stärke 0,24nmol, für a-Cyclodextrin 0,9nmol und für RAMEA 0,35nmol. Die Analysenmethoden wurden zunächst im Labor entwickelt und anschließend zur Analyse von Realproben verwendet. An verschiedenen Orten wurden Meerwasserproben (auf der Celtic Explorer und in der Nähe der Mace Head Messstation) genommen und deren Iod-, Iodid- und Iodatgehalt bestimmt. Keine der Proben enthielt elementares Iod. Iodid konnte in allen Proben detektiert werden. In Proben, die auf dem offenen Ozean an Bord der Celtic Explorer genommen wurden variierte die Menge zwischen 12µg/L und 90µg/L. Auffällig war hierbei, dass die Proben, die in Küstennähe genommen wurden höhere Iodidkonzentrationen aufwiesen. Ein Einfluss der Küste und der dort vorhandenen Makroalgen ist sehr wahrscheinlich. Meerwasserproben, die in der Nähe der MHARS genommen wurden wiesen höhere Konzentrationen und einen größeren dynamischen Bereich der Iodidkonzentrationen auf. Die Konzentrationen variierten von 29µg/L bis 630 µg/L. Der Iodatgehalt der Meerwasserproben wurde ebenfalls bestimmt. 1µg/L bis 90µg/L Iodat konnte in den Proben vom offenen Ozean detektiert werden. Die Küstenproben wiesen mit 150µg/L bis 230µg/L deutlich höhere Iodatkonzentrationen auf. Es konnte kein Zusammenhang zwischen der Tageszeit und den Iodid- oder Iodatkonzentrationen gefunden werden. Es konnte ebenso kein Zusammenhang zwischen der Fluoreszenz des Meerwassers und den Iodid- oder Iodatkonzentrationen gefunden werden. Auf der Celtic Explorer, wie auch in Mace Head wurden außerdem beschichtete Denuder zur Anreicherung von elementarem Iod aus Luft eingesetzt. Die Denuder, die auf dem Schiff verwendet wurden waren mit Stärke bzw. mit a-CD beschichtet. Die mit Stärke beschichteten Denuder geben so einen Überblick über die Iodkonzentration in Luft über einen längeren Zeitraum (ca. 2-3h), während die mit Cyclodextrin beschichteten Denuder die Iodkonzentration in der letzten halben Stunde der Probennahme widerspiegeln. In fast allen Denudern, die mit Stärke beschichtet waren, konnte mehr Iod nachgewiesen werden, als in denen, die mit a-CD beschichtet waren. Im Allgemeinen konnten in den Proben höhere Iodkonzentrationen gefunden werden, die nachts genommen wurden. Der Grund hierfür liegt in der sehr hohen Photolyserate des elementaren Iods während des Tages. Ein Zusammenhang zwischen der Konzentration von VOIs und dem Iodgehalt konnte nicht gefunden werden. Anhand der genommen Denuderproben von Mace Head konnte festgestellt werden, dass die Iodkonzentration in Denudern, deren Probenahme während Ebbe beendet wurde hoch deutlich höher sind, als die in anderen Denudern. Das lässt sich dadurch erklären, dass Makroalgen während Ebbe in direktem Kontakt zur Luft sind und somit mehr Iod in der Luft zu finden ist. Eine wichtige Frage, die im Zusammenhang mit der Iodchemie in maritimer Umgebung steht konnte im Rahmen dieser Arbeit geklärt werden. In der maritimen Grenzschicht über dem Nordatlantik konnte elementares Iod detektiert werden, d.h. es deutet sich an, dass Iod auch auf dem offenen Ozean einen Beitrag zur Partikelbildung liefern kann und es sich nicht ausschließlich um einen Küsteneffekt handelt.

Development and application of a GC system for NMHC analyses of air samples from the CARIBIC aircraft project

The subject of this thesis is the development of a Gaschromatography (GC) system for non-methane hydrocarbons (NMHCs) and measurement of samples within the project CARIBIC (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the atmosphere Based on an Instrument Container, www.caribic-atmospheric.com). Air samples collected at cruising altitude from the upper troposphere and lowermost stratosphere contain hydrocarbons at low levels (ppt range), which imposes substantial demands on detection limits. Full automation enabled to maintain constant conditions during the sample processing and analyses. Additionally, automation allows overnight operation thus saving time. A gas chromatography using flame ionization detection (FID) together with the dual column approach enables simultaneous detection with almost equal carbon atom response for all hydrocarbons except for ethyne. The first part of this thesis presents the technical descriptions of individual parts of the analytical system. Apart from the sample treatment and calibration procedures, the sample collector is described. The second part deals with analytical performance of the GC system by discussing tests that had been made. Finally, results for measurement flight are assessed in terms of quality of the data and two flights are discussed in detail. Analytical performance is characterized using detection limits for each compound, using uncertainties for each compound, using tests of calibration mixture conditioning and carbon dioxide trap to find out their influence on analyses, and finally by comparing the responses of calibrated substances during period when analyses of the flights were made. Comparison of both systems shows good agreement. However, because of insufficient capacity of the CO2 trap the signal of one column was suppressed due to breakthroughed carbon dioxide so much that its results appeared to be unreliable. Plausibility tests for the internal consistency of the given data sets are based on common patterns exhibited by tropospheric NMHCs. All tests show that samples from the first flights do not comply with the expected pattern. Additionally, detected alkene artefacts suggest potential problems with storing or contamination within all measurement flights. Two last flights # 130-133 and # 166-169 comply with the tests therefore their detailed analysis is made. Samples were analyzed in terms of their origin (troposphere vs. stratosphere, backward trajectories), their aging (NMHCs ratios) and detected plumes were compared to chemical signatures of Asian outflows. In the last chapter a future development of the presented system with focus on separation is drawn. An extensive appendix documents all important aspects of the dissertation from theoretical introduction through illustration of sample treatment to overview diagrams for the measured flights.

Entwicklung einer Thermodesorptionseinheit für die GC/MS zur Bestimmung hochreaktiver, biogener Kohlenwasserstoffe und deren Anwendung im Rahmen von Labor- und Feldstudien

Flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOCs), besonders rnTerpene, gelten als Vorläufer des sekundären organischen Aerosols (secondary rnorganic aerosols, SOA). Terpene werden von Pflanzen zur Abwehr oder zur rnAttraktion von Bestäubern emittiert. Ungesättigten Verbindungen, wie Sesquiterpene, rnsind sehr ozonolyseempfindlich und weisen nur geringe Konzentrationen in der rnAtmosphäre auf. Zudem lassen sie sich mit handelsüblichen rnThermodesorptionseinheiten meist nicht ohne Artefakte nachweisen, da sie eine hohe rnReaktivität mit vielen Oberflächen zeigen. rnDiese Arbeit präsentiert Forschungsergebnisse der qualitativen und rn(semi)quantitativen Auswertungen flüchtiger organischer Verbindungen in rnLaborstudien und biogenen Emissionsproben (Feldmessungen) mittels rnThermodesorption-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TD-GC/MS). Speziell rnzur Analyse hochreaktiver Verbindungen wurde eine Thermodesorptionseinheit für die rnGC/MS entwickelt. Diese besteht aus einer Kryofokussierung, einem Desorptionsofen rnund einer Heizung. Die Steuerung erfolgt über eine eigens dafür geschaffene rnBedienoberf läche von Labview® an einem PC über eine nachgeschaltete SPS rn(speicherprogrammierbare Steuerung). Das komplette Desorptionsprogramm und der rnStart der GC/MS-Analyse wurden automatisiert. rnDie Quantifizierung alle Proben wurde über Diffusionsquellen und rnVergleichsmessungen durch auf Adsorptionsröhrchen aufgebrachte rnVerdünnungsreihen realisiert. Um Informationen über die mutmaßlichen Vorläufer des rnsekundären organischen Aerosols zu erhalten, wurde zudem eine Ozon-Scrubber-rnMethode basierend auf Propen entwickelt. Diese wurde anhand von Standards in einer rnReaktionskammer getestet und in Feldmessungen erfolgreich angewendet. rnQuantitative Analysen zeigen, dass die meisten Terpene so vollständig vor der rnOzonolyse bewahrt werden können. Für hochreaktive Analyte wie α-Humulen oder rnβ-Caryophyllen wurden Wiederfindungsraten von über 80 % erreicht. So konnte die rnTemperaturabhängigkeit der Terpen-Emissionen der Fichte (Picea abies) in rnFeldmessungen nachgewiesen werden. rnEine weitere Anwendungsmöglichkeit wurde mit der Unterscheidung verschiedener rnArten der gleichen Gattung anhand der Emissionsmuster und der möglichen rnAbgrenzung verschiedener Bestäubertypen am Beispiel der Gattung Salvia untersucht. rnDie Emissionsanalysen zeigen, dass eine Zuordnung der Verwandtschaftsverhältnisse rnzusätzlich zu anderen Vergleichen möglich ist. Das gleiche gilt für die Differenzierung rnvon Bestäubertypen. Die Ergebnisse der Feldmessungen wurden durch rnMethodenvergleich zwischen biogenen Emissionsmessungen mit anschließender rnTD-GC/MS-Analyse und Extraktionen der jeweiligen Blüten/Blätter mit rnanschließender GC/MS-Messung bestätigt.

Untersuchungen zur biotischen Bildung von Methylquecksilber aus anorganischem Quecksilber durch intestinale Sulfat-reduzierende Bakterien und die Bestimmung alkylierter Quecksilberverbindungen mittels GC-ICP-MS und Isotopenverdünnungsanalyse

Alkylierte Quecksilberspezies sind hundertfach toxischer als anorganisches Quecksilber (Hg) und werden in der Nahrungskette mit zunehmender Trophieebene im Gewebe von Tieren und dem Menschen akkumuliert. Aufgrund der Relevanz für die Umwelt und den Effekt auf die menschliche Gesundheit kommt der biotischen Transformation von anorganischem Hg zu Monomethylquecksilber (MeHg) eine große Bedeutung zu. Es ist bekannt, dass Sulfat-reduzierende Bakterien zu den Hauptproduzenten von MeHg gehören. Darüber hinaus gibt es jedoch nur wenige Untersuchungen über die biologischen Mechanismen und die Zusammenhänge in terrestrischen und insbesondere in intestinalen Systemen. Die vorliegende Arbeit leistet daher einen wichtigen Beitrag zur Abschätzung des Potentials zur Hg-Methylierung durch intestinale Bakterien und vertieft die Kenntnisse zu der damit verbundenen Akkumulation der organischen Schwermetallverbindung im Gewebe des Kompostwurms Eisenia foetida (E. foetida). rnIm Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals unter Anwendung der Gas Chromatographie mit induktiv gekoppelter Massenspektrometrie (GC-ICP-MS) und Isotopenverdünnungsanalyse verschiedene Kulturen intestinaler Sulfat-reduzierender Bakterien auf die Bildung von organischem Monomethylquecksilber aus Hg(II) untersucht. Da in komplexen bakteriellen Nährlösungen mit hohem Sulfidgehalt Matrixeffekte auftreten und die Analyse von MeHg im Ultraspurenbereich erschweren können, erfolgte die Probenvorbereitung mittels der Methanol-Kaliumhydroxid-Extraktion unter Verwendung eines Maskierungsreagenzes und der Derivatisierung mit Natriumtetrapropylborat. Das Detektionslimit für MeHg in bakteriellen Nährlösungen betrug 0,03 ng/mL. Die Wiederfindung von zertifiziertem Referenzmaterial ERM® CE-464 Tuna Fish war sehr gut und lag in einem Bereich zwischen 98 – 105%. rnDie Resultate der Untersuchung von 14 verschiedenen Rein- und Anreicherungskulturen Sulfat-reduzierender Bakterien zeigten, dass neun Kulturen innerhalb von 12 h nach einer Inkubation mit 0,1 mg/L Hg2+ im Durchschnitt 100 bis 1200 pg/mL MeHg produzierten. Darunter waren zwei Desulfovibrio sp. Stämme, die Spezies Desulfovibrio piger, Desulfovibrio giganteus, Desulfovibrio termitidis, Desulfotomaculum ruminis, Desulfobulbus propionicus sowie Anreicherungskulturen aus dem Intestinaltrakt einer Zygoptera-Larve Zy1 und E. foetida EF4. Die Fähigkeit zur Hg-Methylierung durch eine Spezies der Ordnung Desulfotomaculum aus der Gruppe der Gram-positiven Firmicutes wurde hiermit erstmals beobachtet.rnWeiterhin wurde gezeigt, dass im Intestinaltrakt von E. foetida im Gegensatz zu mikrobiellen Bodenproben eine signifikante biotische Methylierung von Hg(II) durchgeführt wird. Dass diese Transformationen in hohem Maße von der intestinalen Region ausgeht und somit zur Akkumulation von MeHg im Gewebe beiträgt, konnte durch weiterführende Experimente mittels Laserablations-ICP-MS an histologischen Gefrierschnitten des Invertebraten darge-stellt werden. rn

Entwicklung und Anwendung eines Verfahrens zur Bestimmung von halogenierten Kohlenwasserstoffen in Luft mittels anreichernder Probenahme,Thermodesorption und GC,MS mit negativer chemischer Ionisation

Flüchtige organische Halogenverbindungen übernehmen in der Chemie der Troposphäre eine Schlüsselrolle. Photolytisch gebildete Halogenatome reagieren mit troposphärischem Ozon und können durch Oxidation, vor allem von Iod, zur Neubildung von Partikeln beitragen. Auf diese Weise beeinflussen Halogenalkane den Strahlungshaushalt der Atmosphäre. Aus analytischem Blickwinkel ist es wichtig die Konzentration der einzelnen Spezies zu untersuchen um Rückschlüsse auf deren biotische oder abiotische Quellen ziehen und die Emissionswege besser verstehen zu können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher eine sensitive Methode zur Untersuchung von halogenierten Kohlenwasserstoffen entwickelt, basierend auf anreichernder Probenahme mit anschließender Thermodesorption und der Analyse mittels Massenspektrometrie mit negativer chemischer Ionisation. Die Kennwerte der Methode sind: Nachweisgrenzen zwischen 0.11 pg und 5.86 pg bzw. zwischen 1.0 ppqV und 44.7 ppqV, Linearität zwischen R2=0.993 und R2=1.000, Reproduzierbarkeit (Triplikate) RSD < 15 % und ein sicheres Probenahmevolumen von 10 L. Die Methode wurde im Anschluss im Rahmen von zwei Feldmessungen, in Mace Head, Irland und auf einer Schiffskampagne im antarktischen Amundsen-Meer, angewendet. Durch die Ergebnisse aus Irland kann gezeigt werden, dass die Mischungsverhältnisse der Iodalkane mit denen früherer Studien vergleichbar sind, und dass die verschiedenen untersuchten Algenarten deutlich unterschiedliche Emissionsraten zeigen. Die Ergebnisse der Kampagne im Amundsen-Meer zeigen einen großen Einfluss der Windrichtung auf die Halogenalkan-Konzentrationen. So sind die Mischungsverhältnisse der Halogenalkane deutlich höher, wenn der Wind zuvor über die antarktischen Eisflächen strömt. Für die biotischen Quellen wurden die Emissionsraten ausgewählter Makroalgen unter dem Einfluss von Ozon untersucht. Die Emissionsrate der Iodalkane zeigt einen exponentiellen Zusammenhang, sowohl zur I2-Emission als auch zum Gesamtiodgehalt der Algen. Unter oxidativen Bedingungen zeigt L. Digitata eine linear steigende Iodalkanemission. Mit diesem Verhalten wird die These der Bildung von Iodalkanen als Nebenprodukt beim Abbau reaktiver Sauerstoffspezies unterstützt. Neben den Makroalgen wurden auch Mikroalgen als biotische Quellen untersucht. Hierbei können zwei unterschiedliche Emissionsmuster der Halogenalkane für Diatomeen und Phaeocystis sp. gezeigt werden. Im Gegensatz zur Iodalkan-Emission hängt die I2 Emission der Mikroalgenproben von der Ozonkonzentration der Luft ab. Durch die lineare Korrelation der I2-Emission mit der Iodid-Konzentration der wässrigen Phase einerseits, und dem Ozonverbrauch andererseits, kann die Bildung von I2 durch Oxidation von Iodid durch Ozon bestätigt werden. Für das Emissionsverhalten der Mikroalgenprobe aus dem Sylter Wattenmeer, welche keine Korrelation mit dem verbrauchten Ozon zeigt, gibt es zwei Erklärungen: Zum einen kann I2 durch den hohen Gehalt an organischen Verbindungen an diesen adsorbiert bzw. chemisch gebunden werden und wird dann nicht mehr in die Gasphase emittiert. Zum anderen können aktive organische Verbindungen das Gleichgewicht zwischen HOI und I2 in Richtung HOI verlagern. Im Versuch zur abiotischen Bildung von Iodalkanen aus Partikeln, bestehend aus I2O5 und verschiedenen Alkoholen, kann gezeigt werden, dass die Bildung von Iodmethan und Diiodmethan abläuft, dass jedoch die Emission bis zu zwei Größenordnungen kleiner ist als die von I2. Somit trägt die Bildung von Iodalkanen nur in einem sehr eingeschränkten Rahmen zum Recycling des Iods in der Atmosphäre bei. Der vorgestellte abiotische Bildungsweg hängt sowohl vom pH-Wert als auch vom Mischungsverhältnis im Partikel ab.

Aggretin, a heterodimeric C-type lectin from Calloselasma rhodostoma (malayan pit viper), stimulates platelets by binding to alpha 2beta 1 integrin and glycoprotein Ib, activating Syk and phospholipase Cgamma 2, but does not involve the glycoprotein VI/Fc receptor gamma chain collagen receptor

Aggretin, a potent platelet activator, was isolated from Calloselasma rhodostoma venom, and 30-amino acid N-terminal sequences of both subunits were determined. Aggretin belongs to the heterodimeric snake C-type lectin family and is thought to activate platelets by binding to platelet glycoprotein alpha(2)beta(1). We now show that binding to glycoprotein (GP) Ib is also required. Aggretin-induced platelet activation was inhibited by a monoclonal antibody to GPIb as well as by antibodies to alpha(2)beta(1). Binding of both of these platelet receptors to aggretin was confirmed by affinity chromatography. No binding of other major platelet membrane glycoproteins, in particular GPVI, to aggretin was detected. Aggretin also activates platelets from Fc receptor gamma chain (Fcgamma)-deficient mice to a greater extent than those from normal control mice, showing that it does not use the GPVI/Fcgamma pathway. Platelets from Fcgamma-deficient mice expressed fibrinogen receptors normally in response to collagen, although they did not aggregate, indicating that these platelets may partly compensate via other receptors including alpha(2)beta(1) or GPIb for the lack of the Fcgamma pathway. Signaling by aggretin involves a dose-dependent lag phase followed by rapid tyrosine phosphorylation of a number of proteins. Among these are p72(SYK), p125(FAK), and PLCgamma2, whereas, in comparison with collagen and convulxin, the Fcgamma subunit neither is phosphorylated nor coprecipitates with p72(SYK). This supports an independent, GPIb- and integrin-based pathway for activation of p72(SYK) not involving the Fcgamma receptor.

The influence of pit and fissure sealants on infrared fluorescence measurements

The aim of this in vitro study was to evaluate the influence of pit and fissure sealants on fluorescence readings using lasers. We selected 166 permanent molars and randomly divided them into 4 groups which were each treated with a different sealant (a commercially available clear sealant, 2 opaque sealants and an experimental nanofilled clear sealant). The teeth were independently measured twice by 2 experienced dentists using conventional laser fluorescence (LF) and a laser fluorescence pen device (LFpen), before and after sealing, and again after thermocycling to simulate the thermal stressing between the tooth and the dental materials. Friedman test showed no statistically significant changes using LF and LFpen for the commercial clear sealant group, although values tended to increase after sealing. However, the values increased significantly after thermocycling. There was a statistically significant decrease in fluorescence after application of opaque sealants. After application of the experimental nanofilled clear sealant, LF values increased only after thermocycling, whereas the LFpen values increased after sealing and after thermocycling as well. The intraclass correlation coefficient ranged from 0.87 to 0.96 for interexaminer and 0.82 to 0.94 for intraexaminer reproducibility. It was shown that pit and fissure sealants influence LF and LFpen readings, with the values increasing or decreasing according to the material used. In conclusion, both laser fluorescence devices could be useful as an adjunct to detect occlusal caries under unfilled clear sealants. Nevertheless, surfaces sealed with clear nanofilled material could be assessed using only the LF device.

POST-PROJECT ASSESSMENT OF PIT LATRINES IN RURAL PANAMA

In Panama, one of the Environmental Health (EH) Sector’s primary goals is to improve the health of rural Panamanians by helping them to adopt behaviors and practices that improve access to and use of sanitation systems. In complying with this goal, the EH sector has used participatory development models to improve hygiene and increase access to latrines through volunteer managed latrine construction projects. Unfortunately, there is little understanding of the long term sustainability of these interventions after the volunteers have completed their service. With the Peace Corps adapting their Monitoring, Reporting, and Evaluation procedures, it is appropriate to evaluate the sustainability of sanitation interventions offering recommendations for the adaptions of the EH training program, project management, and evaluation procedures. Recognizing the need for evaluation of past latrine projects, the author performed a post project assessment of 19 pit latrine projects using participatory analysis methodologies. First, the author reviewed volunteers’ perspectives of pit latrine projects in a survey. Then, for comparison, the author performed a survey of latrine projects using a benchmarking scoring system to rate solid waste management, drainage, latrine siting, latrine condition, and hygiene. It was observed that the Sanitation WASH matrix created by the author was an effective tool for evaluating the efficacy of sanitation interventions. Overall more than 75%, of latrines constructed were in use. However, there were some areas where improvements could be made for both latrine construction and health and hygiene. The latrines scored poorly on the indicators related to the privacy structure and seat covers. Interestingly those are the two items least likely to be included in project subsidies. Furthermore, scores for hygiene-related indicators were low; particularly those related to hand washing and cleanliness of the kitchen, indicating potential for improvement in hygiene education. Based on these outcomes, the EH sector should consider including subsidies and standardized designs for privacy structures and seat covers for latrines. In addition, the universal adoption of contracts and/or deposits for project beneficiaries is expected to improve the completion of latrines. In order to address the low scores in the health and hygiene indicators, the EH sector should adapt volunteer training, in addition to standardizing health and hygiene intervention procedures. In doing so, the sector should mimic the Community Health Club model that has shown success in improving health and hygiene indicators, as well as use a training session plan format similar to those in the Water Committee Seminar manual. Finally, the sector should have an experienced volunteer dedicated to program oversight and post-project monitoring and evaluation.

Creating Lakes from Open Pit Mines: Processes and Considerations, Emphasis on Northern Environments

Creating Lakes from Open Pit Mines: Processes and Considerations, Emphasis on Northern Environments. This document summarizes the literature of mining pit lakes (through 2007), with a particular focus on issues that are likely to be of special relevance to the creation and management of pit lakes in northern climates. Pit lakes are simply waterbodies formed by filling the open pit left upon the completion of mining operations with water. Like natural lakes, mining pit lakes display a huge diversity in each of these subject areas. However, pit lakes are young and therefore are typically in a non-equilibrium state with respect to their rate of filling, water quality, and biology. Separate sections deal with different aspects of pit lakes, including their morphometry, geology, hydrogeology, geochemistry, and biology. Depending on the type and location of the mine, there may be opportunities to enhance the recreational or ecological benefits of a given pit lake, for example, by re-landscaping and re-vegetating the shoreline, by adding engineered habitat for aquatic life, and maintaining water quality. The creation of a pit lake may be a regulatory requirement to mitigate environmental impacts from mining operations, and/or be included as part of a closure and reclamation plan. Based on published case studies of pit lakes, large-scale bio-engineering projects have had mixed success. A common consensus is that manipulation of pit lake chemistry is difficult, expensive, and takes many years to achieve remediation goals. For this reason, it is prudent to take steps throughout mine operation to reduce the likelihood of future water quality problems upon closure. Also, it makes sense to engineer the lake in such a way that it will achieve its maximal end-use potential, whether it be permanent and safe storage of mine waste, habitat for aquatic life, recreation, or water supply.

Groundwater Under the Butte Hill - The East Camp Mining System and the Berkeley Pit

This lecture discusses monitoring activities of the Berkeley Pit for the past 31 years at the Montana Bureau of Mines and Geology in Butte, Montana.

Geochemistry and Stable Isotopes of Surface Water and Groundwater in the Continental Pit in Butte, Montana, USA

The Continental porphyry Cu‐Mo mine, located 2 km east of the famous Berkeley Pit lake of Butte, Montana, contains two small lakes that vary in size depending on mining activity. In contrast to the acidic Berkeley Pit lake, the Continental Pit waters have near-neutral pH and relatively low metal concentrations. The main reason is geological: whereas the Berkeley Pit mined highly‐altered granite rich in pyrite with no neutralizing potential, the Continental Pit is mining weakly‐altered granite with lower pyrite concentrations and up to 1‐2% hydrothermal calcite. The purpose of this study was to gather and interpret information that bears on the chemistry of surface water and groundwater in the active Continental Pit. Pre‐existing chemistry data from sampling of the Continental Pit were compiled from the Montana Bureau of Mines and Geology and Montana Department of Environmental Quality records. In addition, in March of 2013, new water samples were collected from the mine’s main dewatering well, the Sarsfield well, and a nearby acidic seep (Pavilion Seep) and analyzed for trace metals and several stable isotopes, including dD and d18O of water, d13C of dissolved inorganic carbon, and d34S of dissolved sulfate. In December 2013, several soil samples were collected from the shore of the frozen pit lake and surrounding area. The soil samples were analyzed using X‐ray diffraction to determine mineral content. Based on Visual Minteq modeling, water in the Continental Pit lake is near equilibrium with a number of carbonate, sulfate, and molybdate minerals, including calcite, dolomite, rhodochrosite (MnCO3), brochantite (CuSO4·3Cu(OH)2), malachite (Cu2CO3(OH)2), hydrozincite (Zn5(CO3)2(OH)6), gypsum, and powellite (CaMoO4). The fact that these minerals are close to equilibrium suggests that they are present on the weathered mine walls and/or in the sediment of the surface water ponds. X‐Ray Diffraction (XRD) analysis of the pond “beach” sample failed to show any discrete metal‐bearing phases. One of the soil samples collected higher in the mine, near an area of active weathering of chalcocite‐rich ore, contained over 50% chalcanthite (CuSO4·5H2O). This water‐soluble copper salt is easily dissolved in water, and is probably a major source of copper to the pond and underlying groundwater system. However, concentrations of copper in the latter are probably controlled by other, less‐soluble minerals, such as brochantite or malachite. Although the acidity of the Pavilion Seep is high (~ 11 meq/L), the flow is much less than the Sarsfield Well at the current time. Thus, the pH, major and minor element chemistry in the Continental Pit lakes are buffered by calcite and other carbonate minerals. For the Continental Pit waters to become acidic, the influx of acidic seepage (e.g., Pavilion Seep) would need to increase substantially over its present volume.

In vivo bisphenol-a release from dental pit and fissure sealants: a systematic review

OBJECTIVE To search the literature and assess the short- and long-term release of bisphenol-A (BPA) in human tissues after treatment with dental sealants. DATA Two review authors performed data extraction independently and in duplicate using data collection forms. Disagreements were resolved by discussion with an arbiter. SOURCES Electronic database searches of published and unpublished literature were performed. The following electronic databases with no language and publication date restrictions were searched: MEDLINE (via Ovid and Pubmed), EMBASE (via ovid), Cochrane Trials Register and CENTRAL. The reference lists of all eligible studies were hand-searched. STUDY SELECTION In the absence of RCTs, six interventional and two observational studies, examining in vivo BPA release in human salivary, blood and urinary samples, were included. Due to the heterogeneity in methodology and reporting, the main synthesis of the results was qualitative. The quantitative synthesis based on the weighted Z-test could only include two studies. BPA levels identified in saliva ranged from traces below the method's detection limit to 30 μg/ml. In urine, BPA quantities spanned from 0.17 mg/g to 45.4 mg/g. BPA was not traced in any blood sample at any point of time in the relevant studies. The quantitative analysis showed evidence of BPA release one hour after sealant placement compared to the amount traced before restoration (Stouffer's z trend: <0.001). CONCLUSIONS The available evidence on this topic derived from studies that represent a moderate level of evidence. Nevertheless, the available evidence supports that BPA is released in saliva after sealant placement. CLINICAL SIGNIFICANCE From the qualititative and quantitative synthesis of studies, it is reasonable to conclude that BPA is released after placement of some dental pit and fissure sealants in the oral cavity. The biggest quantities are detected in saliva immediately after or one hour after their placement.