Comet C/2012 S1 (ISON): Observations of the Dust Grains from SOFIA and of the Atomic Gas from NSO Dunn and McMath-Pierce Solar Telescopes (Invited)

Comet C/2012 S1 (ISON) is unique in that it is a dynamically new comet derived from the Oort cloud reservoir of comets with a sun-grazing orbit. Infrared (IR) and visible wavelength observing campaigns were planned on NASA's Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy (SOFIA) and on National Solar Observatory Dunn (DST) and McMath-Pierce Solar Telescopes, respectively. We highlight our early results. SOFIA (+FORCAST [1]) mid- to far-IR images and spectroscopy (~5-35 μm) of the dust in the coma of ISON are to be obtained by the ISON-SOFIA Team during a flight window 2013 Oct 21-23 UT (r_h≈1.18 AU). Dust characteristics, identified through the 10 μm silicate emission feature and its strength [2], as well as spectral features from cometary crystalline silicates (Forsterite) at 11.05-11.2 μm, and near 16, 19, 23.5, 27.5, and 33 μm are compared with other Oort cloud comets that span the range of small and/or highly porous grains (e.g., C/1995 O1 (Hale-Bopp) [3,4,5] and C/2001 Q4 (NEAT) [6]) to large and/or compact grains (e.g., C/2007 N4 (Lulin) [7] and C/2006 P1 (McNaught) [8]). Measurement of the crystalline peaks in contrast to the broad 10 and 20 μm amorphous silicate features yields the cometary silicate crystalline mass fraction [9], which is a benchmark for radial transport in our protoplanetary disk [10]. The central wavelength positions, relative intensities, and feature asymmetries for the crystalline peaks may constrain the shapes of the crystals [11]. Only SOFIA can look for cometary organics in the 5-8 μm region. Spatially resolved measurements of atoms and simple molecules from when comet ISON is near the Sun (r_h<0.4 AU, near Nov-20--Dec-03 UT) were proposed for by the ISON-DST Team. Comet ISON is the first comet since comet Ikeya-Seki (1965f) [12,13] suitable for studying the alkalai metals Na and K and the atoms specifically attributed to dust grains including Mg, Si, Fe, as well as Ca. DST's Horizontal Grating Spectrometer (HGS) measures 4 settings: Na I, K, C2 to sample cometary organics (along with Mg I), and [O I] as a proxy for activity from water [14] (along with Si I and Fe I). State-of-the-art instruments that will also be employed include IBIS [15], which is a Fabry-Perot spectral imaging system that concurrently measures lines of Na, K, Ca II, or Fe, and ROSA (CSUN/QUB) [16], which is a rapid imager that simultaneously monitors Ca II or CN. From McMath-Pierce, the Solar-Stellar Spectrograph also will target ISON (320-900 nm, R~21,000, r_h

Socioeconomic inequalities in attitudes towards cancer: An international cancer benchmarking partnership study

Socioeconomic status (SES) differences in attitudes towards cancer have been implicated in the differential screening uptake and the timeliness of symptomatic presentation. However, the predominant emphasis of this work has been on cancer fatalism, and many studies focus on specific community subgroups. This study aimed to assess SES differences in positive and negative attitudes towards cancer in UK adults. A population-based sample of UK adults (n=6965, age≥50 years) completed the Awareness and Beliefs about Cancer scale, including six belief items: three positively framed (e.g. 'Cancer can often be cured') and three negatively framed (e.g. 'A cancer diagnosis is a death sentence'). SES was indexed by education. Analyses controlled for sex, ethnicity, marital status, age, self-rated health, and cancer experience. There were few education-level differences for the positive statements, and overall agreement was high (all>90%). In contrast, there were strong differences for negative statements (all Ps<0.001). Among respondents with lower education levels, 57% agreed that 'treatment is worse than cancer', 27% that cancer is 'a death sentence' and 16% 'would not want to know if I have cancer'. Among those with university education, the respective proportions were 34, 17 and 6%. Differences were not explained by cancer experience or health status. In conclusion, positive statements about cancer outcomes attract near-universal agreement. However, this optimistic perspective coexists alongside widespread fears about survival and treatment, especially among less-educated groups. Health education campaigns targeting socioeconomically disadvantaged groups might benefit from a focus on reducing negative attitudes, which is not necessarily achieved by promoting positive attitudes.

Understanding Nonviolence

The use of nonviolent action is on the rise. From the Occupy Movement to the Arab Spring and mass protests on the streets of Brazil, activists across the world are increasingly using unarmed tactics to challenge oppressive, corrupt and unjust systems. But what exactly do we mean by nonviolence? How is it deployed and to what effect? Do nonviolent campaigns with political motivations differ from those driven by primarily economic concerns? What are the limits and opportunities for activists engaging in nonviolent action today? Is the growing number of nonviolence protests indicative of a new type of twenty-first century struggle or is it simply a passing trend?
Understanding Nonviolence: Contours and Contexts is the first book to offer a comprehensive introduction to nonviolence in theory and practice. Combining insightful analysis of key theoretical debates with fresh perspectives on contemporary and historical case studies, it explores the varied approaches, aims, and trajectories of nonviolent campaigns from Gandhi to the present day. With cutting-edge contributions from leading scholars and practitioners in the field, this accessible and lively book will be essential reading for activists, students and teachers of contentious politics, international security, and peace and conflict studies.

Adjusting HIV Prevalence Estimates for Non-participation: an Application to Demographic Surveillance

Introduction: HIV testing is a cornerstone of efforts to combat the HIV epidemic, and testing conducted as part of surveillance provides invaluable data on the spread of infection and the effectiveness of campaigns to reduce the transmission of HIV. However, participation in HIV testing can be low, and if respondents systematically select not to be tested because they know or suspect they are HIV positive (and fear disclosure), standard approaches to deal with missing data will fail to remove selection bias. We implemented Heckman-type selection models, which can be used to adjust for missing data that are not missing at random, and established the extent of selection bias in a population-based HIV survey in an HIV hyperendemic community in rural South Africa.

Methods: We used data from a population-based HIV survey carried out in 2009 in rural KwaZulu-Natal, South Africa. In this survey, 5565 women (35%) and 2567 men (27%) provided blood for an HIV test. We accounted for missing data using interviewer identity as a selection variable which predicted consent to HIV testing but was unlikely to be independently associated with HIV status. Our approach involved using this selection variable to examine the HIV status of residents who would ordinarily refuse to test, except that they were allocated a persuasive interviewer. Our copula model allows for flexibility when modelling the dependence structure between HIV survey participation and HIV status.

Results: For women, our selection model generated an HIV prevalence estimate of 33% (95% CI 27–40) for all people eligible to consent to HIV testing in the survey. This estimate is higher than the estimate of 24% generated when only information from respondents who participated in testing is used in the analysis, and the estimate of 27% when imputation analysis is used to predict missing data on HIV status. For men, we found an HIV prevalence of 25% (95% CI 15–35) using the selection model, compared to 16% among those who participated in testing, and 18% estimated with imputation. We provide new confidence intervals that correct for the fact that the relationship between testing and HIV status is unknown and requires estimation.

Conclusions: We confirm the feasibility and value of adopting selection models to account for missing data in population-based HIV surveys and surveillance systems. Elements of survey design, such as interviewer identity, present the opportunity to adopt this approach in routine applications. Where non-participation is high, true confidence intervals are much wider than those generated by standard approaches to dealing with missing data suggest.

The long-term fate of permafrost peatlands under rapid climate warming

Permafrost peatlands contain globally important amounts of soil organic carbon, owing to cold conditions which suppress anaerobic decomposition. However, climate warming and permafrost thaw threaten the stability of this carbon store. The ultimate fate of permafrost peatlands and their carbon stores is unclear because of complex feedbacks between peat accumulation, hydrology and vegetation. Field monitoring campaigns only span the last few decades and therefore provide an incomplete picture of permafrost peatland response to recent rapid warming. Here we use a high-resolution palaeoecological approach to understand the longer-term response of peatlands in contrasting states of permafrost degradation to recent rapid warming. At all sites we identify a drying trend until the late-twentieth century; however, two sites subsequently experienced a rapid shift to wetter conditions as permafrost thawed in response to climatic warming, culminating in collapse of the peat domes. Commonalities between study sites lead us to propose a five-phase model for permafrost peatland response to climatic warming. This model suggests a shared ecohydrological trajectory towards a common end point: inundated Arctic fen. Although carbon accumulation is rapid in such sites, saturated soil conditions are likely to cause elevated methane emissions that have implications for climate-feedback mechanisms.

Outcomes and projected impact on vision restoration of the China million cataract surgeries program

Purpose: The recently completed Chinese "Million Cataract Surgeries Program" (MCSP) is among the largest such campaigns ever, providing 1.05 million operations. We report MCSP outcomes for the first time, in Jiangxi, the province with the greatest program output. Methods: Ten county hospitals participating in MCSP were selected in Jiangxi (range of gross domestic product per capita US$743-2998). Each hospital sought to enroll 75 consecutive MCSP patients aged ≥50 years. Data recorded included type of cataract procedure, bilateral uncorrected visual acuity (UCVA) and best-corrected visual acuity (BCVA), and refractive error pre- and ≥50 days postoperatively. Results: Among 715 patients (mean age 72.3±9.1 years, 55.5% female), preoperative UCVA was <3/60 (legally blind) bilaterally in 13.3% and unilaterally in the operated eye in 50.9%. No subjects had UCVA >6/18 preoperatively. Small incision cataract surgery was performed in 92.3% patients. Among 662 patients (92.6%) completing follow-up was ≥ 40 days after surgery, BCVA was ≥6/18 in 80.1%, UCVA was ≥6/18 in 57.1% and UCVA was <3/60 in 2.1%. Older age (p<0.001), female sex (p=0.04), worse refractive error (p=0.02) and presence of intra- (p=0.002) and postoperative surgical complications (p<0.001), were independently associated with worse postoperative UCVA. Based on these results, the MCSP cured an estimated 124,950 cases (13.3%×[100-2.1%]×1.05 million) of bilateral and 502,500 (50.9%×[100-2.1%]×1.05 million) of unilateral blindness. Conclusions: Due to relatively good outcomes and the large number of surgeries performed on blind persons, the sight-restoring impact of the MCSP was probably substantial. © Informa Healthcare USA, Inc.

Measurement of Fast Electrons Spectra Generated by Interaction between Solid Target and Peta Watt Laser

Fast electron energy spectra have been measured for a range of intensities between 1018 Wcm−2 and 1021 Wcm−2 and for different target materials using electron spectrometers. Several experimental campaigns were conducted on peta watt laser facilities at the Rutherford Appleton Laboratory and Osaka University. In these experimental campaigns, the pulse duration was varied from 0.5 ps to 5 ps. The laser incident angle was also changed from normal incidence to 40° in p-polarized. The results show a reduction from the ponderomotive scaling on fast electrons over 1020 Wcm−2.

Influência do tratamento de material vegetativo de videira, por imersão em água quente, no seu desenvolvimento em viveiro e na eliminação da flavescência dourada

Dissertação de mestrado em Agricultura Sustentável, apresentada na Escola Superior Agrária de Santarém, Instituto Politécnico de Santarém.

Effect of storage on physical-chemical properties and phenolics of sweet cherry from São Julião region.

Effect of storage on physical-chemical properties and phenolics of sweet cherry from São Julião region. A.C. Agulheiro-Santos1, F. Vieira1, D. Gonzalez2, M. Lozano2, V. Palma1, A.E. Rato1 1Universidade de Évora. Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais Mediterrânica (ICAAM). 7000 Évora, Portugal. 2Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX). Ctra. San Vicente. Finca Santa Engracia. 06071 Badajoz, Spain. Worldwide the consumption of fruit and vegetables is increasing due to the dietary guidelines recommended by nutritionist. Because of their high content on phenols, vitamins, mineral and antioxidants, berry fruits are consumed not only in fresh forms but also as processed and derivative products such as juices, yogurts, jellies and dried fruits. As a high consumed red fruit, sweet cherry has been the focus on some studies, mainly regarding bioactive compounds content. “Sweetheart” cherries from São Julião region (Alentejo, Portugal) from two different production campaigns were kept in different storage conditions in order to evaluate both the environmental and storage effect on some physical-chemical properties and phenolics. Cold conditions - Cold (1 ºC, 95% RH) and modified atmosphere - MA (1 ºC, 95% RH with micro-perforated bags of Pplus®, Sidlaw Packaging, Bristol, UK) were tested. In order to establish the appropriate storage conditions, individual phenolic acids and physical-chemical properties were analysed during two consecutive years. Results show a general decrease on phenolic compounds content between cherries from both years. It is also observed that MA conditions do not affect significantly both phenolics and physical-chemical parameters when compared with Cold conditions. Additionally, it is observed similar behaviour on Cold and MA sweet cherries regarding its pH, total soluble solids content (TSS), titratable acidity (TA) and colour and individual phenols during storage time. Concluding, these results show, as expected, changes between cultivars which may be correlated with the environmental conditions on different years. Keywords: sweet cherry, postharvest, phenols, physical-chemical, storage conditions.

Determinant factors for the use of imposex in TBT pollution monitoring

Os compostos de tributilestanho (TBT) foram utilizados como biocidas em tintas antivegetativas (AV) e amplamente aplicados, durante décadas, de forma a evitar a bioincrustação em superfícies submersas, principalmente em cascos de embarcações. Os seus efeitos deletérios em organismos não-alvo tornaram-se evidentes após o aparecimento de gastrópodes prosobrâquios com imposex – sobreposição de caracteres sexuais masculinos sobre o tracto reprodutivo das fêmeas. Desde então, a expressão do imposex em prosobrânquios tem sido amplamente utilizada como biomarcador da poluição por TBT. Um dos objectivos da presente tese é avaliar se as mais recentes restrições legais na utilização das tintas AV com compostos organoestânicos (OTs) resultaram numa redução da poluição pelos mesmos na costa continental Portuguesa. Para tal, foi levada a cabo a análise da variação temporal do imposex como biomarcador dos níveis ambientais de TBT e a validação de procedimentos, de modo a seguir de forma precisa a evolução da intensidade deste fenómeno ao longo do tempo. O trabalho de investigação teve início no momento em que a ineficácia da legislação anterior (Directiva 89/677/CEE) na redução da poluição por TBT no litoral Português era reportada na literatura e quando estavam já agendados instrumentos decisivos para a diminuição definitiva deste tipo de poluição: o Regulamento (CE) N.º 782/2003 do Parlamento e do Conselho da União Europeia (UE) que bania as tintas AV baseadas em TBT na sua frota a partir de 1 de Julho de 2003; a "Convenção Internacional sobre o Controlo de Sistemas Antivegetativos Nocivos em Navios” (Convenção AFS), adoptada em 2001 pela Organização Marítima Internacional (OMI), que procurava erradicar os OTs da frota mundial até 2008. Os níveis de imposex e as concentrações de OTs nos tecidos de fêmeas de Nucella lapillus foram medidos em 17 locais de amostragem ao longo da costa Portuguesa em 2003, a fim de se avaliarem os impactos do TBT nas populações desta espécie e de se criar uma base de dados para seguir a sua evolução futura. O índice da sequência do vaso deferente (VDSI), o índice do tamanho relativo do pénis (RPSI) e a percentagem de fêmeas afectadas por imposex (%I) foram utilizados na medição da intensidade deste fenómeno em cada local de amostragem e os seus valores variaram entre 0,20-4,04, 0,0- 42,2% e 16,7-100,0%, respectivamente. Foram encontradas fêmeas estéreis em 3 locais de amostragem, com percentagens a variar entre 4,0 e 6,2%. As concentrações de TBT e dibutilestanho (DBT) nas fêmeas variaram respectivamente entre 23-138 e <10-62 ng Sn.g-1 de peso seco, e o conteúdo em TBT nos tecidos revelou-se significativamente correlacionado com o imposex (nomeadamente com o RPSI e o VDSI). Os níveis de expressão do fenómeno e o conteúdo em OTs nos tecidos, foram superiores na proximidade de portos, confirmando as conclusões obtidas anteriormente por outros autores de que os navios e a actividade dos estaleiros são as principais fontes destes compostos no litoral Português. As infra-estruturas associadas ás principais fontes de OTs – portos, estaleiros e marinas – estão geralmente localizadas no interior de estuários, motivo pelo qual estas áreas têm vindo a ser descritas como as mais afectadas por estes poluentes. Por esta razão, foi levado a cabo o estudo pormenorizado da poluição por TBT na Ria de Aveiro, como caso de estudo representativo da poluição por estes compostos num sistema estuarino em Portugal continental. N. lapillus foi usada como bioindicador para avaliar a tendência temporal da poluição por TBT nesta área entre 1997 e 2007. Foi registada uma diminuição da intensidade do imposex após 2003, embora as melhorias mais evidentes tenham sido observadas entre 2005 e 2007, provavelmente devido à implementação do Regulamento (CE) N.º 782/2003 que proibiu a aplicação de tintas AV com TBT em navios com a bandeira da UE. Apesar desses progressos, as análises ao conteúdo em OTs nos tecidos de fêmeas de N. lapillus e em amostras de água colhidas em 2006 indicaram contaminação recente por TBT na área de estudo, evidenciando assim a permanência de fontes de poluição. A utilização de N. lapillus como bioindicador da poluição por TBT na Ria de Aveiro apresenta algumas limitações uma vez que a espécie não ocorre nas áreas mais interiores da Ria e não vive em contacto com sedimentos. Assim, a informação obtida a partir da sua utilização como bioindicador é fundamentalmente relativa aos níveis de TBT na coluna de água. Foi então necessário recorrer a um bioindicador complementar – Hydrobia ulvae – para melhor avaliar a evolução temporal da poluição por TBT no interior deste sistema estuarino e estudar a persistência de TBT nos sedimentos. Não foi registada uma diminuição dos níveis de imposex em H. ulvae na Ria de Aveiro entre 1998 e 2007, apesar da aplicação do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Pelo contrário, houve um aumento global significativo da percentagem de fêmeas afectadas por imposex e um ligeiro aumento do VDSI, contrastando com o que tem sido descrito para outros bioindicadores na Ria de Aveiro no mesmo período. Estes resultados mostram que a diferente biologia/ecologia das espécies indicadoras determina vias distintas de acumulação de TBT, apontando a importância da escolha do bioindicador dependendo do compartimento a ser monitorizado (sedimento versus água). A ingestão de sedimento como hábito alimentar em H. ulvae foi discutida como sendo a razão para a escolha da espécie como indicadora da contaminação dos sedimentos por TBT. Foram também estudados os métodos mais fiáveis para reduzir a influência de variáveis críticas na medição dos níveis de imposex em H. ulvae. As comparações de parâmetros do imposex baseados em medições do pénis devem ser sempre realizadas sob condições de narcotização bem standardizadas uma vez que este procedimento provoca um aumento significativo do comprimento do pénis (PL) em ambos os sexos. O VDSI, a % e o PL em ambos os sexos revelaram ser fortemente influenciados pelo tamanho dos espécimes: a utilização de fêmeas mais pequenas conduz à subestimação do VDSI, da %I e do PL, enquanto que diferenças no tamanho dos machos provocam variações no índice do comprimento relativo do pénis (RPLI), independentemente dos níveis de poluição por TBT. Existe, portanto, a necessidade de controlar algumas variáveis envolvidas na análise do imposex que mostraram afectar a fiabilidade dos resultados. Uma vez que N. lapillus é o principal bioindicador dos efeitos biológicos específicos do TBT para a área da OSPAR, foi também estudada a influência de algumas variáveis na avaliação dos níveis de imposex nesta espécie, especificamente as relacionadas com o ciclo reprodutor e o tamanho dos espécimes. O estudo do ciclo reprodutor e a variação sazonal/espacial do comprimento do pénis do macho (MPL) incidiu num único local no litoral Português (Areão – região de Aveiro) de forma a avaliar se o RPSI varia sazonal e espacialmente na mesma estação de amostragem e se tais variações influenciam os resultados obtidos em programas de monitorização do imposex. Nos meses de Dezembro de 2005 a Junho de 2007, foram encontrados espécimes de N. lapillus sexualmente maturos e potencialmente aptos para a reprodução. Contudo, foi também evidente um padrão sazonal do ciclo reprodutor – o estado de desenvolvimento da gametogénese nas fêmeas variou sazonalmente e ocorreu uma diminuição do volume da glândula da cápsula e do factor de condição no final do Verão / início do Outono. Contrariamente, a gametogénese nos machos não apresentou variação sazonal significativa, embora os valores mais baixos do factor de condição, do comprimento do pénis e dos volumes de esperma e da próstata tenham também sido registados no final do Verão / início do Outono. Além disso, o MPL mostrou variar, no mesmo local de amostragem, inversamente com a distância aos ninhos de cápsulas ovígeras; um aumento dos valores do MPL foi também observado em espécimes de maior tamanho. Todas estas variações no MPL introduzem desvios nos resultados da avaliação do imposex quando é usado o RPSI. A magnitude do erro envolvido foi quantificada e revelou-se superior em locais com níveis mais elevados de poluição por TBT. Apesar do RPSI ser um índice que fornece informação importante sobre os níveis de poluição por TBT, a sua interpretação deve ser cuidadosa e realizada complementarmente com os outros índices, destacando-se o VDSI como índice mais fiável e com significado biológico mais expressivo. Novas campanhas de monitorização do imposex em N. lapillus foram realizadas ao longo da costa Portuguesa em 2006 e 2008, e os resultados subsequentemente comparados com a base de dados criada em 2003,de forma a avaliar a evolução da poluição por TBT no litoral Português naquele período. Nestes estudos foram aplicados novos procedimentos na monitorização e tratamento dos dados, de forma a minimizar a variação nos índices de avaliação do imposex induzida pelos factores acima descritos, para seguir com maior consistência a tendência da poluição por TBT entre 2003 e 2008. Foi observado um declínio global significativo na intensidade de imposex na área de estudo durante o referido período e a qualidade ecológica da costa Portuguesa, segundo os termos definidos pela Comissão OSPAR, revelou melhorias notáveis após 2003 confirmando a eficácia do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Não obstante, as populações de N. lapillus revelaram-se ainda amplamente afectadas por imposex, tendo sido detectadas emissões de TBT na água do mar ao longo da costa em 2006, apesar da restrição anteriormente referida. Estes inputs foram atribuídos principalmente aos navios que à data ainda circulavam com tintas AV com TBT aplicadas antes de 2003, uma vez que a sua utilização nas embarcações foi apenas proibida em 2008. Considerando que o Regulamento (CE) N.º 782/2003 constitui uma antecipação da proibição global da OMI que entrou em vigor em Setembro de 2008, prevê-se, por analogia, que haja uma rápida diminuição da poluição por TBT à escala mundial num futuro próximo. Na sequência desta previsão, é apresentada uma discussão teórica preliminar relativamente ás possíveis estratégias usadas por N. lapillus na recolonização de locais onde, no passado, as populações terão aparentemente sido extintas devido a níveis extremamente elevados de TBT. Estes locais são tipicamente zonas abrigadas junto de infra-estruturas portuárias, cuja recolonização por esta espécie será provavelmente muito lenta dada a mobilidade reduzida dos adultos e o ciclo de vida não apresentar fase larvar pelágica. Foram então equacionadas duas hipotéticas vias de recolonização de zonas abrigadas por espécimes provenientes de populações de costa aberta/exposta: a migração de adultos e/ou a dispersão de juvenis. No entanto, em ambos os casos, estaria implicada a transposição de um problema amplamente descrito na bibliografia: as populações de N. lapillus de costa aberta podem apresentar um fenótipo muito diferente das de zonas abrigadas, podendo inclusivamente variar no número de cromossomas. A recolonização pode portanto não ter sucesso pelo simples facto dos novos recrutas não estarem bem adaptados aos locais a recolonizar. Para analisar este problema, foram estudados tanto a forma da concha de espécimes de N. lapillus ao longo da costa Portuguesa como o respectivo número de cromossomas. Embora a forma da concha tenha revelado diferenças, de acordo com o grau de hidrodinamismo entre as populações de N. lapillus avaliadas, o cariótipo 2n = 26, típico de zonas expostas, foi registado em todos os locais amostrados. Por outro lado, foi também testada em laboratório a possível mortalidade de juvenis em dispersão no interior menos salino dos estuários. Foi então verificada a ocorrência de mortalidade elevada de juvenis expostos a salinidades baixas (=100% após 1 hora a salinidades ≤9 psu), o que também pode comprometer a recolonização de zonas estuarinas menos salinas por esta via. Mesmo assim, os juvenis mostraram um comportamento de flutuação à superfície da água em condições laboratoriais, que pode ser considerado um benefício específico na colonização de áreas mais internas dos estuários, se tal facto vier a ser confirmado em estudos de campo. As conclusões deste estudo contribuem certamente para a descrição do final da “história do TBT” dado que, uma vez controlados alguns factores determinantes no uso do imposex como biomarcador, a avaliação do declínio da poluição por estes compostos, agora esperado à escala global, se torna mais rigorosa.

Estudo epidemiológico sobre a saúde de estudantes universitários

Os factores de risco nos adultos jovens são fortes preditores da incidência de doença cardiovascular e mortalidade na idade mais avançada. Em Portugal, desconhecem-se estudos que avaliem os factores de risco para as doenças crónicas, em jovens adultos, na transição do ensino secundário para o universitário. Este estudo pretendeu contribuir para a promoção do conhecimento dos determinantes sócioculturais e ambientais no diagnóstico e detecção de factores de risco para as doenças crónicas, nomeadamente as doenças cardiovasculares, em estudantes universitários. Teve como objectivo principal a investigação do efeito da vida académica nos factores de risco modificáveis, estilos de vida e determinantes da saúde. Teve como objectivos específicos identificar a(s) prevalência(s) dos factores de risco cardiovascular numa população universitária, a identificação dos intervalos de referência para a homocisteína total no soro de adultos jovens portugueses, a determinação do perfil lípidico, comportamentos de saúde e dieta alimentar de tipo mediterrânico entre os estudantes universitários de acordo com o género e a área científica de frequência e a avaliação longitudinal do impacto da exposição à vida académica no estado de saúde dos estudantes universitários Participaram no estudo 781 estudantes sendo a média de idades de 20,6. Os factores de risco estudados para as doenças crónicas, foram o hábito tabágico, a pressão arterial, o índice de massa corporal, a composição do sangue (lípidos, homocisteina e glicose), a alimentação e a actividade física. O estudo mostra que a prevalência de: sedentarismo é significativamente mais elevada nos rapazes (p<0,001); dislipidemia e a hipertrigliceridemia é significativamente mais elevada nas raparigas. Mais de um quarto dos estudantes tem colesterol elevado sendo a hipercolesterolemia significativamente mais elevada nas raparigas (p<0,001); a hipertensão verificou-se em ambos os sexos (6,0%) mas foi significativamente mais elevada nos rapazes (p=0,001). O estudo identificou o intervalo de referência para a homocisteína em adultos jovens portugueses independentemente do sexo (6,2 a 11,6 μmol/) sendo que, acima de 11,6 μmol/l é condição para vigilância médica em populações jovens adultas. Quando se estudou a exposição à vida académica comparada com aqueles que acabaram de entrar na universidade, verificou-se uma associação significativa no que respeita às concentrações de lípidos no sangue, à pressão arterial sistólica e à actividade física, tendo sido as raparigas aquelas que mais se afastavam dos padrões saudáveis (p<0,001). No que respeita à adesão à dieta mediterranica, não foram encontradas associações entre este tipo de alimentação e os vários factores de risco independentemente do género. Os resultados forneceram, evidências empíricas acerca da importância da detecção dos principais factores de risco na idade adulta (jovem) na prevenção das doenças cardiovasculares e vieram corroborar as orientações do Plano de Desenvolvimento Estratégico do Instituto Nacional de Saúde Português para as doenças crónicas, nomeadamente o estabelecimento de valores de referência nacionais para análises biológicas e as orientações do Plano de Acção Estratégica Global para a Prevenção e Controle das Doenças Não-Transmissíveis-2008/2013 da Organização Mundial de Saúde.

Systematics and evolution of coastal and deepwater Hydrozoa from the NE Atlantic

The study of the Portuguese Hydrozoa fauna has been abandoned for more than half a century, except for the Azores archipelago. One of the main aims of this Ph.D. project was to contribute new hydrozoan records leading to a more accurate perception of the actual hydrozoan diversity found in Portuguese waters, including the archipelagos of Azores and Madeira, and neighbouring geographical areas, for habitats ranging from the deep sea to the intertidal. Shallow water hydroids from several Portuguese marine regions (including the Gorringe Bank) were sampled by scuba-diving. Deep-water hydroids, from the Azores, Madeira, Gulf of Cadiz and Alboran Sea, were collected by researchers of different institutions during several oceanographic campaigns. Occasional hydroid sampling by scuba-diving was performed in the UK, Malta and Spain. Over 300 hydroid species were identified and about 600 sequences of the hydrozoan ‘DNA barcode’ 16S mRNA were generated. The families Sertulariidae, Plumulariidae, Lafoeidae, Hebellidae, Aglaopheniidae, Campanulinidae, Halopterididae, Kirchenpaueriidae, Haleciidae and Eudendriidae, were studied in greater detail. About 350 16S sequences were generated for these taxa, allowing phylogenetic, phylogeographic and evolutionary inferences, and also more accurate taxonomic identifications. Phylogenetic analyses integrated molecular and morphological characters. Subsequent results revealed: particularly high levels of cryptic biodiversity, polyphyly in many taxonomic groups, pairs of species that were synonymous, the identity of several varieties as valid species, and highlighted phylogeographic associations of hydroids in deep and shallow-water areas of the NE Atlantic and W Mediterranean. It was proved that many (but not all) marine hydroid species with supposedly widespread vertical and/or horizontal geographical distributions, correspond in fact to complexes of cryptic taxa. This study further revealed that, in the NE Atlantic, shallow environments sustain higher hydrozoan diversity and abundance, but the importance of bathyal habitats as a source of phylogenetic diversity was also revealed. The Azorean seamounts were shown to be particularly important in the segregation of populations of hydroids with reduced dispersive potential. The bathyal habitats of the Gulf of Cadiz proved to harbour a considerably high number of cryptic species, which may mainly be a consequence of habitat heterogeneity and convergence of various water masses in the Gulf. The main causes proposed for speciation and population divergence of hydroids were: species population size, dispersal mechanisms and plasticity to inhabit different environmental conditions, but also the influence of oceanic currents (and its properties), habitat heterogeneity, climate change and continental drift. Higher phylogenetic resolution obtained for the family Plumulariidae revealed particularly that glacial cycles likely facilitated population divergence, ultimately speciation, and also faunal evolutionary transitions from deep to shallow waters.

Contribution of biomass combustion to air pollutant emissions

In Portugal, it was estimated that around 1.95 Mton/year of wood is used in residential wood burning for heating and cooking. Additionally, in the last decades, burnt forest area has also been increasing. These combustions result in high levels of toxic air pollutants and a large perturbation of atmospheric chemistry, interfere with climate and have adverse effects on health. Accurate quantification of the amounts of trace gases and particulate matter emitted from residential wood burning, agriculture and garden waste burning and forest fires on a regional and global basis is essential for various purposes, including: the investigation of several atmospheric processes, the reporting of greenhouse gas emissions, and quantification of the air pollution sources that affect human health at regional scales. In Southern Europe, data on detailed emission factors from biomass burning are rather inexistent. Emission inventories and source apportionment, photochemical and climate change models use default values obtained for US and Northern Europe biofuels. Thus, it is desirable to use more specific locally available data. The objective of this study is to characterise and quantify the contribution of biomass combustion sources to atmospheric trace gases and aerosol concentrations more representative of the national reality. Laboratory (residential wood combustion) and field (agriculture/garden waste burning and experimental wildland fires) sampling experiments were carried out. In the laboratory, after the selection of the most representative wood species and combustion equipment in Portugal, a sampling program to determine gaseous and particulate matter emission rates was set up, including organic and inorganic aerosol composition. In the field, the smoke plumes from agriculture/garden waste and experimental wildland fires were sampled. The results of this study show that the combustion equipment and biofuel type used have an important role in the emission levels and composition. Significant differences between the use of traditional combustion equipment versus modern equipments were also observed. These differences are due to higher combustion efficiency of modern equipment, reflecting the smallest amount of particulate matter, organic carbon and carbon monoxide released. With regard to experimental wildland fires in shrub dominated areas, it was observed that the largest organic fraction in the samples studied was mainly composed by vegetation pyrolysis products. The major organic components in the smoke samples were pyrolysates of vegetation cuticles, mainly comprising steradienes and sterol derivatives, carbohydrates from the breakdown of cellulose, aliphatic lipids from vegetation waxes and methoxyphenols from the lignin thermal degradation. Despite being a banned practice in our country, agriculture/garden waste burning is actually quite common. To assess the particulate matter composition, the smoke from three different agriculture/garden residues have been sampled into 3 different size fractions (PM2.5, PM2.5-10 and PM>10). Despite distribution patterns of organic compounds in particulate matter varied among residues, the amounts of phenolics (polyphenol and guaiacyl derivatives) and organic acids were always predominant over other organic compounds in the organosoluble fraction of smoke. Among biomarkers, levoglucosan, β-sitosterol and phytol were detected in appreciable amounts in the smoke of all agriculture/garden residues. In addition, inositol may be considered as an eventual tracer for the smoke from potato haulm burning. It was shown that the prevailing ambient conditions (such as high humidity in the atmosphere) likely contributed to atmospheric processes (e.g. coagulation and hygroscopic growth), which influenced the particle size characteristics of the smoke tracers, shifting their distribution to larger diameters. An assessment of household biomass consumption was also made through a national scale survey. The information obtained with the survey combined with the databases on emission factors from the laboratory and field tests allowed us to estimate the pollutant amounts emitted in each Portuguese district. In addition to a likely contribution to the improvement of emission inventories, emission factors obtained for tracer compounds in this study can be applied in receptor models to assess the contribution of biomass burning to the levels of atmospheric aerosols and their constituents obtained in monitoring campaigns in Mediterranean Europe.

Hidrogeomorfologia e sustentabilidade de recursos hídricos subterrâneos

A água subterrânea de rochas duras é uma fonte importante para fins domésticos, industriais e agrícolas e mesmo para o consumo humano. A geologia, a tectónica, a geomorfologia e as características hidrológicas controlam o fluxo, ocorrência e armazenamento das águas subterrâneas. A disponibilidade da água subterrânea no meio geológico está totalmente dependente das áreas de recarga e de descarga numa determinada bacia. A precipitação é a principal fonte de recarga em aquíferos descontínuos, enquanto que a descarga depende dos declives do terreno e dos gradientes do nível hidrostático e ainda das condições hidrogeológicas do solo. A hidrogeomorfologia é um domínio interdisciplinar emergente, que estuda as relações entre as unidades geomorfológicas e o regime das águas superficiais e subterrâneas de uma determinada área. A compreensão do papel da geomorfologia é essencial para avaliar de forma rigorosa os sistemas hidrogeológicos e os recursos hídricos. Os dados de detecção remota providenciam uma informação espacial valiosa e actualizada da superfície terrestre e dos recursos naturais. Os recentes avanços tecnológicos colocaram as técnicas de detecção remota e os sistemas de informação geográfica (SIG) numa posição cimeira como ferramentas de gestão metodológica. Foi criada, em ambiente SIG, uma base de geo-dados, essencialmente derivada da detecção remota, da cartografia e do trabalho de campo. Esta base de dados, organizada em diferentes níveis de informação, inclui uma avaliação principalmente focalizada no uso do solo, climatologia, declives, geologia, geomorfologia e hidrogeologia. No presente estudo foram cruzados diversos níveis de informação, com a geração de múltiplos mapas temáticos para atingir um quadro integrado dos diversos sectores no Norte e Centro de Portugal. Os sectores em estudo (Caldas da Cavaca, Termas de Entre-os-Rios, Águas de Arouca e Águas do Alardo) estão localizados em sistemas hidrogeológicos predominantemente constituídos por rochas graníticas, por vezes intersectadas por filões de quartzo, aplito-pegmatíticos e doleríticos. Para apoiar a elaboração dos mapas hidrogeomorfológicos foi criada uma base SIG, contendo diversa informação, nomeadamente topografia, hidrografia, litologia, tectónica, morfoestrutura, hidrogeologia, geofísica e uso do solo. Além disso, foram realizadas várias campanhas de campo, as quais permitiram: o estabelecimento dum mapeamento geológico, geomorfológico e hidrogeológico; a caracterização in situ do grau de alteração, resistência e grau de fracturação dos maciços rochosos; o desenvolvimento de um inventário hidrogeológico em conjunto com alguns ensaios expeditos in situ. A interligação entre os parâmetros geomorfológicos, hidrológicos e hidrogeológicos dos sistemas de água subterrânea “normal” e hidromineral destaca a importância de uma cartografia e duma modelação conceptual hidrogeomorfológica. Além disso, contribuirá para um melhor apoio à decisão na gestão sustentável dos recursos hídricos.

Optimal control and numerical optimization applied to epidemiological models

A relação entre a epidemiologia, a modelação matemática e as ferramentas computacionais permite construir e testar teorias sobre o desenvolvimento e combate de uma doença. Esta tese tem como motivação o estudo de modelos epidemiológicos aplicados a doenças infeciosas numa perspetiva de Controlo Ótimo, dando particular relevância ao Dengue. Sendo uma doença tropical e subtropical transmitida por mosquitos, afecta cerca de 100 milhões de pessoas por ano, e é considerada pela Organização Mundial de Saúde como uma grande preocupação para a saúde pública. Os modelos matemáticos desenvolvidos e testados neste trabalho, baseiam-se em equações diferenciais ordinárias que descrevem a dinâmica subjacente à doença nomeadamente a interação entre humanos e mosquitos. É feito um estudo analítico dos mesmos relativamente aos pontos de equilíbrio, sua estabilidade e número básico de reprodução. A propagação do Dengue pode ser atenuada através de medidas de controlo do vetor transmissor, tais como o uso de inseticidas específicos e campanhas educacionais. Como o desenvolvimento de uma potencial vacina tem sido uma aposta mundial recente, são propostos modelos baseados na simulação de um hipotético processo de vacinação numa população. Tendo por base a teoria de Controlo Ótimo, são analisadas as estratégias ótimas para o uso destes controlos e respetivas repercussões na redução/erradicação da doença aquando de um surto na população, considerando uma abordagem bioeconómica. Os problemas formulados são resolvidos numericamente usando métodos diretos e indiretos. Os primeiros discretizam o problema reformulando-o num problema de optimização não linear. Os métodos indiretos usam o Princípio do Máximo de Pontryagin como condição necessária para encontrar a curva ótima para o respetivo controlo. Nestas duas estratégias utilizam-se vários pacotes de software numérico. Ao longo deste trabalho, houve sempre um compromisso entre o realismo dos modelos epidemiológicos e a sua tratabilidade em termos matemáticos.