Effect of fruit maturity on the response of 'Kensington' mango fruit to heat treatment

The effects of conditioning and hot water treatments on immature and mature 'Kensington' mangoes were examined. A hot water treatment of 47 degreesC fruit core temperature held for 15 min increased weight loss (50%), fruit softness (15%), disrupted starch hydrolysis and interacted with maturity to reduce the skin yellowness (40-51%) of early harvested fruit. Immature fruit were more susceptible to hot water treatment-induced skin scalding, starch layer and starch spot injuries and disease. Conditioning fruit at 40 degreesC for up to 16 h before hot water treatment accelerated fruit ripening, as reflected in higher total soluble solids and lower titratable acidity levels. As fruit maturity increased, the tolerance to hot water treatment-induced skin scalding and the retention of starch layers and starch spots increased and susceptibility to lenticel spotting decreased. A conditioning treatment of either 22 degrees or 40 degreesC before hot water treatment could prevent the appearance of cavities at all maturity levels. The 40 degreesC conditioning temperature was found to be more effective in increasing fruit heat tolerance than the 22 degreesC treatment; the longer the time of conditioning at 40 degreesC, the more effective the treatment (16 v. 4 h). For maximum fruit quality, particularly for export markets, it is recommended that mature fruit are selected and conditioned before hot water treatment to reduce the risk of heat damage.

Glycogen-accumulating organisms in laboratory-scale and full scale wastewater treatment processes

Laboratory-scale sequencing batch reactors (SBRs) as models for wastewater treatment processes were used to identify glycogen-accumulating organisms (GAOs), which are thought to be responsible for the deterioration of enhanced biological phosphorus removal (EBPR). The SBRs (called Q and T), operated under alternating anaerobic-aerobic conditions typical for EBPR, generated mixed microbial communities (sludges) demonstrating the GAO phenotype. Intracellular glycogen and poly-beta-hydroxyalkanoate (PHA) transformations typical of efficient EBPR occurred but polyphosphate was not bioaccumulated and the sludges contained 1.8% P (sludge Q) and 1.5% P (sludge T). 16S rDNA clone libraries were prepared from DNA extracted from the Q and T sludges. Clone inserts were grouped into operational taxonomic units (OTUs) by restriction fragment length polymorphism banding profiles. OTU representatives were sequenced and phylogenetically analysed. The Q sludge library comprised four OTUs and all six determined sequences were 99.7% identical, forming a cluster in the gamma-Proteobacteria radiation. The T sludge library comprised eight OTUs and the majority of clones were Acidobacteria subphylum 4 (49% of the library) and candidate phylum OPU (39% of the library). One OTU (two clones, of which one was sequenced) was in the gamma-Proteobacteria radiation with 95% sequence identity to the Q sludge clones. Oligonucleotide probes (called GAOQ431 and GAOQ989) were designed from the gamma-Proteobacteria clone sequences for use in fluorescence in situ hybridization (FISH); 92 % of the Q sludge bacteria and 28 % of the T sludge bacteria bound these probes in FISH. FISH and post-FISH chemical staining for PHA were used to determine that bacteria from a novel gamma-Proteobacteria cluster were phenotypically GAOs in one laboratory-scale SBR and two fullscale wastewater treatment plants. It is suggested that the GAOs from the novel cluster in the gamma-Proteobacteria radiation be named 'Candidatus Competibacter phosphatis'.

The interaction of water flow and nutrients on aquatic plant growth

A long-term experiment was conducted to compare the effects of flowing and still water on growth, and the relationship between water flow and nutrients, in Aponogeton elongatus, a submerged aquatic macrophyte. A. elongatus plants were grown for 23 weeks with three levels of nutrition (0, 0.5 and 1g Osmocote Plus(R) fertiliser pot(-1)) in aquaria containing stirred or unstirred water. Fertilized plants grew much better than non-fertilized. The highest fertilizer level produced 29% wider leaves and 58% higher total dry weight in stirred water. Stirred water increased leaf area by 40% and tuber size by 81%, but only with the highest level of nutrition. These results suggest that this plant depends on its roots for mineral uptake, rather than from the open water, and the major limitation to growth in still water is the supply of dissolved inorganic carbon. It was the combined effects of nutrient availability and stirring that produced the strongest response in plant growth, morphology and composition. This study provides some explanation for the observations of others that these plants grow best in creeks or river systems with permanently flowing water.

Sequencing batch reactor technology: the key to a BP refinery (Bulwer Island) upgraded environmental protection system - a low cost lagoon based retro-fit

BP Refinery (Bulwer Island) Ltd (BP) located on the eastern Australian coast is currently undergoing a major expansion as a part of the Queensland Clean Fuels Project. The associated wastewater treatment plant upgrade will provide a better quality of treated effluent than is currently possible with the existing infrastructure, and which will be of a sufficiently high standard to meet not only the requirements of imposed environmental legislation but also BP's environmental objectives. A number of challenges were faced when considering the upgrade, particularly; cost constraints and limited plot space, highly variable wastewater, toxicity issues, and limited available hydraulic head. Sequencing Batch Reactor (SBR) Technology was chosen for the lagoon upgrade based on the following; SBR technology allowed a retro-fit of the existing earthen lagoon without the need for any additional substantial concrete structures, a dual lagoon system allowed partial treatment of wastewaters during construction, SBRs give substantial process flexibility, SBRs have the ability to easily modify process parameters without any physical modifications, and significant cost benefits. This paper presents the background to this application, an outline of laboratory studies carried out on the wastewater and details the full scale design issues and methods for providing a cost effective, efficient treatment system using the existing lagoon system.

Low temperature induced spikelet sterility in rice. II. Effects of panicle and root temperatures

Low temperatures impose restrictions on rice (Oryza sativa L.) production at high latitudes. This study is related to low temperature damage that can arise mid-season during the panicle development phase. The objective of this study was to determine whether low temperature experienced by the root, panicle, or foliage is responsible for increased spikelet sterility. In temperature-controlled glasshouse experiments, water depth, and water and air temperatures, were changed independently to investigate the effects of low temperature in the root, panicle, and foliage during microspore development on spikelet sterility. The total number of pollen and number of engorged pollen grains per anther, and the number of intercepted and germinated pollen grains per stigma, were measured. Spikelet sterility was then analysed in relation to the total number of pollen grains per spikelet and the efficiency with which these pollen grains became engorged, were intercepted by the stigma, germinated, and were involved in fertilisation. There was a significant combined effect of average minimum panicle and root temperatures on spikelet sterility that accounted for 86% of the variation in spikelet sterility. Total number of pollen grains per anther was reduced by low panicle temperature, but not by low root temperature. Whereas engorgement efficiency ( the percentage of pollen grains that were engorged) was determined by both root and panicle temperature, germination efficiency (the percentage of germinated pollen grains relative to the number of engorged pollen grains intercepted by the stigma) was determined only by root temperature. Interception efficiency (i.e. percentage of engorged pollen grains intercepted by the stigma), however, was not affected by either root or panicle temperature. Engorgement efficiency was the dominant factor explaining the variation in spikelet sterility. It is concluded that both panicle and root temperature affect spikelet sterility in rice when the plant encounters low temperatures during the microspore development stage.

A água, o saneamento básico e os residuos sólidos urbanos no desenvolvimento de São Tomé e Príncipe

RESUMO: O trabalho que se apresenta no âmbito desta dissertação, é direcionado para a problemática da Água, do Saneamento Básico e dos Resíduos Sólidos Urbanos «RSU» em São Tomé e Príncipe. Num contexto de desenvolvimento e indo ao encontro dos anseios da Organização das Nações Unidas «ONU» e da sua perspetiva de alcançar os Objetivos do Milénio nesta área tão importante. Elegeu-se como primordial objetivo, conhecer as indicações técnico políticas instituídas em São Tomé e Príncipe, para a gestão dos problemas acima enumerados. Entender esses problemas, identificar as dificuldades sentidas pelo governo e pela generalidade dos seus habitantes no acesso à água, ao saneamento básico, à recolha e tratamento de RSU. Outra vertente será direcionada para apontar caminhos nestas áreas, onde a capacidade institucional tarda em dar resposta às necessidades básicas destes setores, inviabilizando um desenvolvimento sustentado destes ramos. Esta dissertação, assenta ainda no reconhecimento e na importância estratégica em se valorizar e consolidar redes técnico-científicas no âmbito da Linha de Investigação em Estudos Africanos e Pós-Coloniais, inserida na Unidade de Estudos e Investigação em Ciência, Tecnologia e Sociedade «UEICTS» da Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias «ULHT».ABSTRACT: The work presented in this dissertation, is directed to the problem of Water Sanitation and Solid Waste «RSU» in Sao Tome and Principe. In a context of development, fulfillment of the wishes of the United Nations «UN» and its prospect of achieving the Millennium Goals in this important area. The prime objective, is, to know the indications and technical policies in place in Sao Tome and Principe for the management of the problems listed above. Understanding these problems, identifying the difficulties faced by government and by most of its residents in relation, to access to water, sanitation, collection and treatment of Solid Waste. Another aspect, is directed, to point, to ways, in these subjects where institutional capacity is slow to respond to basic needs of these sectors, preventing a sustained development of these industries. This dissertation focus on the recognition and strategic importance in considering and consolidate technical and scientific networks in the line of Research in African and Lusophone, inserted at the Unit for Studies and Research in Science, Technology and Society «UEICTS» Lusophone University of Humanities and Technology «ULHT».

Conservação, manutenção e construção de património estratégico das águas de Santarém

A água é um bem essencial ao ser humano. Nos dias de hoje é de extrema importância fazer chegar este bem às populações, um papel que no nosso país é desempenhado pelos municípios, por empresas municipais e por empresas concessionadas. Este relatório, enquadrado no âmbito do trabalho final de mestrado em Engenharia Civil, especialização em Hidráulica, no Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, cujo título é “Conservação, Manutenção e Construção de Património Estratégico das Águas de Santarém”, relata a experiência de estágio do autor do presente relatório na A.S. – Empresa das Águas de Santarém – EM, S.A. O relatório aborda as temáticas do abastecimento de água, do tratamento de águas residuais, da construção de sistemas de saneamento e estações de tratamento de águas residuais, da reparação de equipamentos da empresa e do consumo de energia dos equipamentos da empresa. São descritas as actividades desenvolvidas pelo autor, que incluem o acompanhamento activo em visitas a obras de construção e manutenção de património, a monitorização e controlo de perdas de água, bem como a actualização em suporte informático do cadastro dos equipamentos pertencentes à A.S., com a criação de fichas de equipamento individuais e de um suporte informático para registo e consulta comparativa de consumos energéticos. Esta experiência de estágio permitiu ao autor um contacto com a realidade de uma empresa em toda a diversidade das actividades anteriormente nomeadas, que será descrita objectivamente nos capítulos do presente documento. O estágio foi claramente enriquecedor para o autor, fornecendo-lhe formação objectiva e a preparação necessária para a sua integração no mercado de trabalho nesta área específica da Engenharia Civil.

Cork processing wastewater treatment/valorisation by nanofiltration

Nanofiltration process for the treatment/valorisation of cork processing wastewaters was studied. A DS-5 DK 20/40 (GE Water Technologies) nanofiltration membrane/module was used, having 2.09 m(2) of surface area. Hydraulic permeability was determined with pure water and the result was 5.2 L.h(-1).m(-2).bar(-1). The membrane presents a rejection of 51% and 99% for NaCl and MgSO4 salts, respectively. Two different types of regimes were used in the wastewaters filtration process, total recycling mode and concentration mode. The first filtration regime showed that the most favourable working transmembrane pressure was 7 bar working at 25 degrees C. For the concentration mode experiments it was observed a 30% decline of the permeate fluxes when a volumetric concentration factor of 5 was reached. The permeate COD, BOD5, colour and TOC rejection values remained well above the 90% value, which allows, therefore, the concentration of organic matter (namely the tannin fraction) in the concentrate stream that can be further used by other industries. The permeate characterization showed that it cannot be directly discharged to the environment as it does not fulfil the values of the Portuguese discharge legislation. However, the permeate stream can be recycled to the process (boiling tanks) as it presents no colour and low TOC (< 60 ppm) or if wastewater discharge is envisaged we have observed that the permeate biodegradability is higher than 0.5, which renders conventional wastewater treatments feasible.

Nanofiltration of surface water for the removal of endocrine disruptors

The assessment of surface water nanofiltration (NF) for the removal of endocrine disruptors (EDs) Nonylphenol Ethoxylate (IGEPAL), 4-Nonylphenol (NP) and 4-Octylphenol (OP) was carried out with three commercial NF membranes - NF90, NF200, NF270. The permeation experiments were conducted in laboratory flat-cell units of 13.2 x 10(-4) m(2) of surface area and in a DSS Lab-unit M20 with a membrane surface area of 0.036 m2. The membranes hydraulic permeabilities ranged from 3.7 to 15.6 kg/h/m(2)/bar and the rejection coefficients to NaCl, Na2SO4 and Glucose are for NF90: 97%, 99% and 97%, respectively; for NF200: 66%, 98% and 90%, respectively and for NF270: 48%, 94% and 84%, respectively. Three sets of nanofiltration experiments were carried out: i) NF of aqueous model solutions of NP, IGEPAL and OP running in total recirculation mode; ii) NF of surface water from Rio Sado (Settibal, Portugal) running in concentration mode; iii) NF of surface water from Rio Sado inoculated with NP, IGEPAL and OP running in concentration mode. The results of model solutions experiments showed that the EDs rejection coefficients are approximately 100% for all the membranes. The results obtained for the surface water showed that the rejection coefficients to natural organic Matter (NOM) are 94%, 82% and 78% for NF90, NF200 and NF 270 membranes respectively, with and without inoculation of EDs. The rejection coefficients to EDs in surface water with and without inoculation of EDs are 100%, showing that there is a fraction of NOM of high molecular weight that retains the EDs in the concentrate and that there is a fraction of NOM of low molecular weight that permeates through the NF membranes free of EDs.

Solid State Marx Modulator with Blumlein Stack for Bipolar Pulse Generation

Sub-nanosecond bipolar high voltage pulses are a very important tool for food processing, medical treatment, waste water and exhaust gas processing. A Hybrid Modulator for sub-microsecond bipolar pulse generation, comprising an unipolar solid-state Marx generator connected to a load through a stack Blumlein system that produces bipolar pulses and further multiplies the pulse voltage amplitude, is presented. Experimental results from an assembled prototype show the generation of 1000 V amplitude bipolar pulses with 100 ns of pulse width and 1 kHz repetition rate.

Automatização da E.T.A.R. e Plano de Manutenção para a Adega Cooperativa de Mangualde

Visto que o tratamento das águas residuais é um tema muito importante para a saúde pública, é necessário criar vários processos para o tratamento de efluentes. Após a finalização de todos os processos, o efluente tratado terá de cumprir requisitos de qualidade químicos e biológicos para a sua descarga no meio ambiente. A utilização de equipamentos e técnicas, caraterizados por elevados níveis de precisão (como a tecnologia), é muito importante, pois é possível tornar o sistema mais autónomo, monitorizar processos e controlá-los de forma eficiente e acessível para o utilizador. Assim, neste tipo de sistemas terá que ser utilizado um elemento central de controlo e vários elementos auxiliares, nomeadamente vários tipos de sensores. Também terá que se usar uma interface que permita ao utilizador comunicar com o sistema de controlo, de forma a poder manipular e ajustar determinados parâmetros que influenciam os processos de tratamento. Neste sentido, a presente dissertação apresenta um estudo/projeto, na Adega Cooperativa de Mangualde, onde se pretende automatizar, controlar e monitorizar a Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) da mesma. Como, cada vez mais, os lucros das empresas dependem do bom funcionamento, não só dos trabalhadores mas também dos seus equipamentos, é necessário que estes estejam em ótimas condições de trabalho, de forma a evitar avarias e paragens na produção, o que vem trazer, por consequência, prejuízos para as empresas. Assim, realizar-se-á, também, um plano de manutenção para garantir o bom desempenho dos equipamentos desta unidade fabril.

Reutilização das águas de tingimento utilizando a Nanofiltração

Este trabalho na área dos processos físicos de separação por membranas, nomeadamente, a nanofiltração (NF), tem como objectivo principal a recuperação dos efluentes resultantes das águas da 3ª lavagem utilizadas na operação de tingimento de fibras de algodão, com corantes reactivos. Estão inerentes as problemáticas: da escassez da água como matéria-prima na vertente de água potável; da diminuição de efluentes que necessitam de tratamentos devido à sua carga poluente; da recuperação sempre que seja viável dos produtos químicos adicionados nesta fase de tratamento das fibras de algodão e por último e não menos importante, da energia contida nestes efluentes que vão para o esgoto a temperaturas na ordem dos 50 ºC. A metodologia adoptada na realização deste trabalho consistiu, inicialmente num estudo sobre os trabalhos realizados até hoje nesta área, seguindo-se a recolha dos efluentes na empresa ―Estamparia Têxtil Adalberto Pinto da Silva, S.A.‖ (ETAPS) e posterior estudo da recuperação dos efluentes em causa pelo processo de NF utilizando a membrana NF270-2540 da empresa FILMTEC. Os efluentes estudados no presente trabalho continham corantes reactivos sendo um corante azul-claro (CAC) de composição (Amarelo Bril Remazol GL 150% + Azul Brilhante Remazol BB 133% + Azul Turqueza Remazol G) e o outro corante azul-marinho (CAM) de composição (Preto Remazol B 133% + Vermelho Remazol RGB + Amarelo Ouro Remazol RGB). Estes estudos de recuperação compreenderam basicamente 3 fases: caracterização do efluente recolhido na empresa; tratamento desse efluente utilizando uma instalação piloto de NF de fluxo cruzado ou também conhecido por membrana de fluxo tangencial instalado no Laboratório de Tecnologia (LT) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), e caracterização dos permeados e dos rejeitados obtidos. A análise de resultados do presente trabalho permitiu concluir ser possível a recuperação e reutilização das 3ª águas de lavagem do processo de tingimento quando tratadas pelo processo de NF a pressões de operação de 6 bar. Nestas circunstâncias os permeados obtidos (tanto no efluente com corante azul-claro como no efluente com corante azul-marinho) apresentam valores, em todos os parâmetros estudados, significativamente abaixo dos valores limites recomendáveis para uma água de abastecimento na Industria Têxtil (IT). Salienta-se reduções mais expressivas nos permeados do corante CAM, com vários parâmetros a sofrerem reduções no intervalo de 98 a 100%, nomeadamente, na cor, turvação, CQO, dureza total, alumínio e manganês. Os resultados obtidos para as pressões de operação de 4 e 8 bar mostram alguns parâmetros com valores acima dos recomendados para uma água de abastecimento na Indústria Têxtil, nomeadamente a cor no corante CAC quando se opera a 4 bar e no corante CAM quando se opera a 8 bar e os sulfatos e ferro no CAM à pressão de 4 bar. Estes resultados mostram ser possível a reutilização da água na própria instalação industrial, trazendo um benefício económico e ambiental, pela redução no consumo de água fresca e energia, além da redução do volume de efluentes que necessitam ser tratados, estando na mesma linha de pensamento de Gross et al (1999), que refere que o uso de membranas para o tratamento de efluentes do processo de tingimento tem como principal objectivo a viabilidade económica, a redução no consumo de água, de sais, de corantes e energia, bem como, a redução do volume de efluentes a ser tratado.

Avaliação ecotoxicológica de solos contaminados por ibuprofeno

Os produtos farmacêuticos são substâncias químicas muito utilizados em medicina, veterinária e ainda na agricultura. Nos anos 90, foi descoberta a presença de fármacos em meio aquático, verificando-se que a sua remoção nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) não era completa. Durante as duas últimas décadas foi identificada a presença de mais de oitenta compostos no meio ambiente e actualmente são considerados poluentes emergentes. Podem contaminar solos e águas, depois de serem usados e excretados (inalterados ou metabolizados) por humanos e animais, ou quando são indevidamente lançados directamente no meio ambiente. Os estudos ecotoxicológicos efectuados com estes poluentes têm sido direccionados, sobretudo, para as águas, existindo uma ausência de trabalhos sobre solos. O Ibuprofeno (IB) é um anti-inflamatório não esteróide, utilizado também como analgésico e antipirético, sendo um dos produtos farmacêuticos mais vendidos em todo o mundo, o que justifica a sua forte presença no meio ambiente. Por isso, e dada a ausência de trabalhos ecotoxicológicos de solos contaminados por fármacos, o IB foi o produto farmacêutico selecionado para a realização deste trabalho. A ecotoxicidade pode ser avaliada através de bioensaios. Estes têm a capacidade de avaliar a toxicidade de uma determinada substância de forma global, usando organismos vivos que funcionam como bio-indicadores. O presente trabalho tem como objectivos avaliar o impacte causado nos solos pelo IB, testar a toxicidade de dois processos de descontaminação para remover o referido fármaco dos solos assim como avaliar a toxicidade provocada por águas residuais, de três unidades hospitalares e de uma indústria farmacêutica. Esta avaliação foi efectuada através de ensaios de toxicidade aguda de germinação e de alongamento de raiz de sementes de alface, variedade bola de manteiga (Lactuca sativa), em solo arenoso. Os ensaios de ecotoxicidade aguda em solos contaminados por IB foram realizados para uma gama de concentrações entre 0,1 e 1000 μg/L. Verificou-se uma redução do número de sementes germinadas e do comprimento médio da planta no solo contaminado com 0,5 e 20 μg/L de IB. No solo contaminado com 1000 μg/L de IB observou-se uma redução da germinação, acompanhada por uma indução de crescimento da raiz da espécie Lactuca sativa. Os dois tratamentos de descontaminação de solos, reagente de Fenton e Nanopartículas de ferro zero valente, revelaram toxicidade, tendo-se obtido uma percentagem de germinação entre 32,2 ± 3,5 e 48,5 ± 6,2 e inibição do crescimento da raiz do organismo teste em cerca de 85,0 %. Em relação às águas residuais hospitalares verificou-se uma redução da percentagem de germinação entre 31,1 ± 5,0 e 72,3 ± 12,4 e uma inibição do crescimento da raiz situada entre 13,0 ± 6,4 e 20,2 ± 10,0 %. Para a água residual industrial ocorreu uma inibição da percentagem de germinação de 60,5 ± 13,1, contudo nas plantas germinadas observou-se uma indução do crescimento da raiz de 14,9 ± 7,7 %.

Uso eficiente da água num edifício de habitação

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Enantiomeric fraction evaluation of pharmaceuticals in environmentalmatrices by liquid chromatography-tandem mass spectrometry

The interest for environmental fate assessment of chiral pharmaceuticals is increasing and enantioselective analytical methods are mandatory. This study presents an enantioselective analytical method for the quantification of seven pairs of enantiomers of pharmaceuticals and a pair of a metabolite. The selected chiral pharmaceuticals belong to three different therapeutic classes, namely selective serotonin reuptake inhibitors (venlafaxine, fluoxetine and its metabolite norfluoxetine), beta-blockers (alprenolol, bisoprolol, metoprolol, propranolol) and a beta2-adrenergic agonist (salbutamol). The analytical method was based on solid phase extraction followed by liquid chromatography tandem mass spectrometry with a triple quadrupole analyser. Briefly, Oasis® MCX cartridges were used to preconcentrate 250 mL of water samples and the reconstituted extracts were analysed with a Chirobiotic™ V under reversed mode. The effluent of a laboratory-scale aerobic granular sludge sequencing batch reactor (AGS-SBR) was used to validate the method. Linearity (r2 > 0.99), selectivity and sensitivity were achieved in the range of 20–400 ng L−1 for all enantiomers, except for norfluoxetine enantiomers which range covered 30–400 ng L−1. The method detection limits were between 0.65 and 11.5 ng L−1 and the method quantification limits were between 1.98 and 19.7 ng L−1. The identity of all enantiomers was confirmed using two MS/MS transitions and its ion ratios, according to European Commission Decision 2002/657/EC. This method was successfully applied to evaluate effluents of wastewater treatment plants (WWTP) in Portugal. Venlafaxine and fluoxetine were quantified as non-racemic mixtures (enantiomeric fraction ≠ 0.5). The enantioselective validated method was able to monitor chiral pharmaceuticals in WWTP effluents and has potential to assess the enantioselective biodegradation in bioreactors. Further application in environmental matrices as surface and estuarine waters can be exploited.