Age and nature of 560–520 Ma calc-alkaline granitoids of Biarjmand, northeast Iran: insights into Cadomian arc magmatism in northern Gondwana

The Biarjmand granitoids and granitic gneisses in northeast Iran are part of the Torud–Biarjmand metamorphic complex, where previous zircon U–Pb geochronology show ages of ca. 554–530 Ma for orthogneissic rocks. Our new U–Pb zircon ages confirm a Cadomian age and show that the granitic gneiss is ~30 million years older (561.3 ± 4.7 Ma) than intruding granitoids(522.3 ± 4.2 Ma; 537.7 ± 4.7 Ma). Cadomian magmatism in Iran was part of an approximately 100-million-year-long episode of subduction-related arc and back-arc magmatism, which dominated the whole northern Gondwana margin, from Iberia to Turkey and Iran. Major REE and trace element data show that these granitoids have calc-alkaline signatures. Their zircon O (δ18O = 6.2–8.9‰) and Hf (–7.9 to +5.5; one point with εHf ~ –17.4) as well as bulk rock Nd isotopes (εNd(t)= –3 to –6.2) show that these magmas were generated via mixing of juvenile magmas with an older crust and/or melting of middle continental crust. Whole-rock Nd and zircon Hf model ages (1.3–1.6 Ga) suggest that this older continental crust was likely to have been Mesoproterozoic or even older. Our results, including variable zircon εHf(t) values, inheritance of old zircons and lack of evidence for juvenile Cadomian igneous rocks anywhere in Iran, suggest that the geotectonic setting during late Ediacaran and early Cambrian time was a continental magmatic arc rather than back-arc for the evolution of northeast Iran Cadomian igneous rocks.

Review of greenhouse gas emissions from the storage and land application of farm dairy effluent

The amounts of farm dairy effluent stored in ponds and irrigated to land have steadily increased with the steady growth of New Zealand's dairy industry. About 80% of dairy farms now operate with effluent storage ponds allowing deferred irrigation. These storage and irrigation practices cause emissions of greenhouse gases (GHG) and ammonia. The current knowledge of the processes causing these emissions and the amounts emitted is reviewed here. Methane emissions from ponds are the largest contributor to the total GHG emissions from effluent in managed manure systems in New Zealand. Nitrous oxide emissions from anaerobic ponds are negligible, while ammonia emissions vary widely between different studies, probably because they depend strongly on pH and manure composition. The second-largest contribution to GHG emissions from farm dairy effluent comes from nitrous oxide emissions from land application. Ammonia emissions from land application of effluent in New Zealand were found to be less than those reported elsewhere from the application of slurries. Recent studies have suggested that New Zealand's current GHG inventory method to estimate methane emissions from effluent ponds should be revised. The increasing importance of emissions from ponds, while being a challenge for the inventory, also provides an opportunity to achieve mitigation of emissions due to the confined location of where these emissions occur. © 2015 © 2015 The Royal Society of New Zealand.

The multistage crystallization of zircon in calc-alkaline granitoids : U-Pb age constraints on the timing of Variscan tectonic activity in SW Iberia

CL imaging and U–Th–Pb data for a population of zircons from two of the Évora Massif granitoids (Ossa-Morena Zone, SW Iberia) show that both calc-alkaline granitoids have zircon populations dominated by grains with cores and rims either showing or not showing differences in Th/U ratio, and having ages in the range ca. 350–335 Ma (Early Carboniferous). Multistage crystallization of zircon is revealed in two main growth stages (ca. 344–342 Ma and ca. 336–335 Ma), well represented by morphologically complex zircons with cores and rims with different ages and different Th/U ratios that can be explained by: (1) crystallization from melts with different compositions (felsic peraluminous to felsic-intermediate metaluminous; 0.001 Th/U ratio < 0.5) and (2) transient temperature fluctuations in a system where anatectic felsic melts periodically underwent injection of more mafic magmas at higher temperatures. The two studied calc-alkaline granitoids do not include inherited zircons (pre-Carboniferous), probably because they were formed at the highest grade of metamorphism (T 837 °C; granulite facies) and/or because they were derived from inheritance-poor felsic and mafic rocks from a previous cycle, as suggested by the internal structures of zircon cores. These Variscan magmatic rocks with crystallization ages estimated at ca. 336–335 Ma are spatially and temporally related to high-temperature metamorphism, anatexis, processes of interaction between crustal- and mantle-derived magmas and intra-orogenic extension that acted in SW Iberia during the Early Carboniferous.

X-Ray Absorption Spectroscopy and Computer Modelling Study of Nanocrystalline Binary Alkaline Earth Fluorides

Nanocrystalline samples of Ba1-xCaxF2 prepared by high-energy milling show an unusually high F-ion conductivity, which exhibit a maximum in the magnitude and a minimum in the activation energy at x = 0.5. Here, we report an X-ray absorption spectroscopy (XAS) at the Ca and Sr K edges and the Ba L-3 edge and a molecular dynamics (MD) simulation study of the pure and mixed fluorides. The XAS measurements on the pure binary fluorides, CaF2, SrF2 and BaF2 show that high-energy ball-milling produces very little amorphous material, in contrast to the results for ball milled oxides. XAS measurements of Ba1-xCaxF2 reveal that for 0 < x < 1 there is considerable disorder in the local environments of the cations which is highest for x = 0.5. Hence the maximum in the conductivity corresponds to the composition with the maximum level of local disorder. The MD calculations also show a highly disordered structure consistent with the XAS results and similarly showing maximum disorder at x = 0.5.

Desenvolvimento de um novo processo para a produção de biodiesel etílico de mamona

No presente trabalho estudou-se a produção de ésteres etílicos de ácido graxo de Ricinus communis L. através da tranesterificação alcalina do óleo de mamona com etanol. Esta metodologia foi adotada para determinar as melhores condições para a produção de biodiesel a partir de óleo de mamona usando o mínimo de operações unitárias com benefícios do ponto de vista econômico e de produção de efluentes. Para a obtenção dos ésteres etílicos através do processo de transesterificação (etapa 1) utilizou-se como catalisador 1% de NaOH com etanol em uma razão molar de 6:1 seguido da adição de ácido sulfúrico. Após, a reação de esterificação (etapa 2) dos ácidos graxos contidos no biodiesel foi realizada visando reduzir o índice de acidez da amostra, ficando em torno de 2 mg de KOH/g. A quebra in situ dos sabões (provenientes da reação paralela de saponificação do triglicerídeo) pela adição de ácido sulfúrico ao meio reacional foi bem sucedida melhorando a separação dos FAEEs do glicerol. O processo em duas etapas transesterificação/esterificação apresentou boa conversão para os ésteres etílicos, diminuindo o índice de acidez e atingindo as especificações para glicerina total e livre. O biodiesel proveniente do óleo de mamona foi composto de 90,6% ácido ricinoléico (C18:1, OH), 3,2% ácido oléico (C18:1), 4,5% ácido linoléico (C18:2), 0,7% ácido esteárico (C18:0), 1,0% ácido palmítico (C16:0), triacilgliceróis (TGs, 0%), diacilgliceróis (DGs, 0,37%) monoacilgliceróis (MGs, 0,46%) e glicerol livre (0,25%) após o processo em duas etapas transesterificação/esterificação. O processo em duas etapas foi muito importante para determinar a integralidade da reação no rendimento do produto. Os resultados demonstram que o procedimento desenvolvido para a produção de FAEEs em escala de laboratório pode ser escalonado para uma planta piloto.

Avaliação de Impacto Ambiental, Valorização do Efluente e dos Resíduos Sólidos da Indústria Corticeira

A preocupação com o meio ambiente, nomeadamente na descarga de águas residuais, consumo de água excessivo e produção de resíduos industriais, está cada vez mais presente no quotidiano. Devido a estas problemáticas, efetuou-se a avaliação de impacte ambiental (AIA) do processo produtivo das rolhas de cortiça naturais, tratamento das águas de cozedura da cortiça (estudo da possível reutilização do efluente tratado) e valorização de subprodutos – resíduo sólido (raspa de cortiça), sendo estes os objetivos propostos para a realização da presente dissertação. Na AIA, efetuada no decorrer das fases da Análise do Ciclo de Vida (ACV), foram selecionadas 8 categorias de impacte – aquecimento global, acidificação, dessecação, toxicidade e ecotoxicidade, eutrofização, consumo de recursos não renováveis e oxidação foto-química. A água de cozedura caracterizou-se por uma elevada carga poluente, apresentando elevada concentração de cor, Carência Química de Oxigénio (CQO), taninos e lenhina e Sólidos Suspensos Totais (SST). O processo de tratamento proposto consistiu num pré-tratamento por ultrafiltração (UF), com membranas de 30.000 e 20.000 MWCO, seguido de adsorção por carvão ativado (comercial e produzido a partir de raspa de cortiça). No tratamento por UF, utilizando uma membrana de 30.000 MWCO, foram obtidas percentagens de remoção para a primeira amostra de água de cozedura de 74,8 % para a cor, 33,1 % para a CQO e para a segunda amostra de 85,2 % para a cor e 41,8 % para a CQO. Posteriormente, apenas para a segunda amostra de água de cozedura e com uma membrana de 20.000 MWCO, as percentagens de remoção obtidas foram superiores, de 93% para a cor, 68,9 % para a CQO, 88,4 % para taninos e lenhina e 43,0 % para azoto total. No tratamento por adsorção com carvão ativado estudou-se o tempo de equilíbrio do carvão ativado comercial e do carvão ativado produzido a partir de aparas de cortiça, seguindo-se o estudo das isotérmicas de adsorção, no qual foram analisados os parâmetros da cor e CQO para cada solução. Os ajustes dos modelos teóricos aos pontos experimentais demonstraram que ambos os modelos (Langmuir e Freundlich) poderiam ser considerados, uma vez que apresentaram ajustes idênticos. Relativamente ao tratamento de adsorção em contínuo do permeado, obtido por UF com membrana de 20.000 MWCO, constatou-se que ambos os carvões ativados (comercial e produzido) não ficaram saturados, tendo em consideração os tempos de saturação estimados pela capacidade máxima de adsorção (determinada para a isotérmica de Langmuir) e as representações gráficas dos valores experimentais obtidos para cada ensaio. No ensaio de adsorção com carvão ativado comercial verificou-se que o efluente tratado poderia ser descarregado no meio hídrico ou reutilizado no processo industrial (considerando os parâmetros analisados), uma vez que até aos 11 minutos de ensaio a concentração da solução à saída foi de 111,50 mg/L O2, para a CQO, e incolor, numa diluição de 1:20. Em relação à adsorção em contínuo com carvão ativado produzido verificou-se no ensaio 4 que o efluente resultante apresentou uma concentração de CQO de 134,5 mg/L O2 e cor não visível, numa diluição de 1:20, ao fim de 1h22 min de ensaio. Assim, concluiu-se que os valores obtidos são inferiores aos valores limite de emissão (VLE) presentes no Decreto-Lei n.º 236/98 de 1 de Agosto. O carvão ativado produzido apresentou elevada área superficial específica, com 870 m2/g, comparativamente ao carvão comercial que foi de 661 m2/g. O processo de extração da suberina a partir de raspa de cortiça isenta de extraíveis, efetuado através da metanólise alcalina, apresentou percentagens de extração superiores aos restantes métodos. No processo efetuado em scale-up, por hidrólise alcalina, obteve-se uma extração de 3,76 % de suberina. A aplicação da suberina no couro demonstrou que esta cera apresenta enormes potencialidades, uma vez que a sua aplicação confere ao couro um aspeto sedoso, com mais brilho e um efeito de “pull-up”.

High alkaline phosphatase activity in phosphate replete waters: The case of two macrotidal estuaries

The occurrence of alkaline phosphatase activity (APA) that hydrolyses organic phosphorus into phosphate (PO4) is commonly related to PO4 deficiency of oceanic, coastal and fresh waters. APA is almost never investigated in PO4-rich estuaries, since very low activities are expected to occur. As a consequence, microbial mineralization of organic phosphorus into PO4 has often been ignored in estuaries. In this study, we examined the importance of potential APA and the associated microbial dynamics in two estuaries, the Aulne and the Elorn (Northwestern France), presenting two different levels of PO4 concentrations. Unexpected high potential APA was observed in both estuaries. Values ranged from 50 to 506 nmol L−1 h−1, which range is usually found in very phosphorus-limited environments. High potential APA values were observed in the oligohaline zone (salinity 5–15) in spring and summer, corresponding to a PO4 peak and a maximum bacterial production of particle-attached bacteria. In all cases, high potential APA was associated with high suspended particulate matter and total particulate phosphorus. The low contribution of the 0.2–1 μm fraction to total APA, the strong correlation between particulate APA and bacterial biomass, and the close relationship between the production of particle-attached bacteria and APA, suggested that high potential APA is mainly due to particle-attached bacteria. These results suggest that the microbial mineralization of organic phosphorus may contribute to an estuarine PO4 production in spring and summer besides physicochemical processes.

Levels of some heavy Metals in Cocoyam ( Colocasia esculentum ) grown on Soil receiving Effluent from a Paint Industry

The levels of some heavy metals in soil samples and tubers of cocoyam ( Colocasia esculentum ) grown on soil receiving paint wastes (PWS) has been investigated using Atomic Absorption spectrophotometer (Unicam 939/959 model). Similar analyses were carried out for the same plant from a control area. The studies revealed that although the P.W.S contained abnormally high levels of Pb (474.14mgkg-1) and Cu (137.85mgkg-1). The paint waste tuber (PWT) recorded low levels of these metals: Pb (2.13mgkg-1) and Cu (13.85mgkg-1) respectively. Correlation analysis tested at 0.05 level of significance show that no significant correlation existed between the metals levels in the soil and the level in the tuber. In all cases the levels of the metals in the tubers were well below the upper limit documented for unpolluted plant. The results however suggest the ineffectiveness of the use of Colocasia esculentum as a bioindicator for heavy metal pollution in soil.