不同玻璃组分对掺铒碲酸盐玻璃 光谱性质的影响

Series of tellurite glasses were prepared by traditional melting method, the glass composition were changed and the different effects of glass modifier oxides(alkali metals and alkaline earth metal oxides) and glass intermediate (Y2O3, GeO2, Nb2O5, WO3) on the optical and spectroscopic properties of Er³⁺ doped tellurite glass were researched and compared. The infrared transmitting spectra, absorption spectra and fluorescence spectra were tested, the results showed that Nb2O5 and WO3 in the glass act as part of the body's role in the formation of the network, caused the reduction of transmitting range in infrared wavelength, which decrease the transmitting properties of tellurite glass. The introduction of high valence cationic ions, WO3 especially, can increase the FWHM of Er³⁺ for the increased polarization effect. With the decreasing of cationic field of glass modifier ions, the ion filed of the environment around Er³⁺ increased, subsequently, the role of ligand field polarization effect reduced, which makes the luminescence lifetime increase, and on the contrary the FWHM decrease monotonously.

Quantificação e avaliação da biodisponibilidade de metais em sedimentos na Baía da Ribeira RJ

A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico

Estudo do efeito da adição de poli(glicol etilênico-b-glicol propilênico) na formação de dispersões aquosas poliuretânicas à base de poli(glicol propilênico)

Foram produzidas dispersões aquosas não-poluentes e inovadoras de poli(uretano-uréia) à base de poli(glicol propilênico) (PPG) e de copolímeros em bloco, poli(glicol etilênicob-glicol propilênico), (EG-b-PG) com teor de 7% de unidades de glicol etilênico. Os poli(uretano-uréia)s foram preparados, em duas etapas, pelo método do prepolímero. Na primeira etapa, foram obtidos anionômeros, sintetizados em massa, à base do copolímero EG-bPG, PPG, ácido dimetilol propiônico (DMPA) (gerador dos sítios aniônicos) e diisocianato de isoforona (IPDI). Ainda na primeira etapa, os grupos carboxílicos do DMPA foram submetidos à neutralização com trietilamina (TEA). Na segunda etapa, foi realizada a dispersão do prepolímero anionômero e, em seguida, foi conduzida a reação de extensão de cadeia com a hidrazina (HYD). Nas diferentes formulações, foram variadas a razão NCO/OH e as proporções de PPG e do copolímero em bloco EG-b-PG. Além disso, foram obtidas dispersões aquosas programadas para teores de sólidos de 40 e 50%. As dispersões foram avaliadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade. Os filmes, obtidos por vazamento das dispersões, foram avaliados quanto à absorção de água, termogravimetria (TG) e propriedades mecânicas (ensaio de tração). Os filmes vazados e os monômeros foram caracterizados por espectrometria na região de infravermelho (FTIR) As dispersões obtidas se mostraram adequadas para serem aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro

Laser micromachining of chromium-rich die steels under controlled atmospheres

Diode-pumped, solid-state (DPSS) lasers with multiwavelength capability have become an industrial reality in recent years. Multiwavelength capability allows DPSS lasers to perform operations such as micromachining in a variety of engineering materials such as ceramics, metals and polymers. A series of experiments was performed to investigate how shielding gas environments and gas pressure affect the ability to cut and machine chromium-rich die steels. Results from this study reveal that traditional plasma-controlling gases have a detrimental e�ffect on the surface morphology of micromachined components.

Quantificação de metais e arsênio em aerossóis grossos, finos, ultrafinos e nanoparticulados por ICP-OES em ar ambiente e emissões veiculares de motores operando com diesel/biodiesel

Na frota automotiva nacional, veículos movidos a diesel e biodiesel são utilizados em larga e pequena escala, respectivamente, fazendo com que haja uma preocupação com os gases da exaustão provenientes destes motores. Ao ser fabricado, o veículo passa por testes rigorosos das emissões gasosas, segundo as regras do PROCONVE. Porém, estes testes regulam apenas as substâncias químicas contidas na legislação vigente, cujos riscos à saúde humana e ao meio ambiente são conhecidos. Portanto, conhecer o maior número de componentes ainda não contemplados pela legislação, em especial metais no material particulado, é de suma importância para subsidiar futuras alterações e inclusões na lista de componentes regulados. De acordo com o tamanho das partículas do material particulado, podendo chegar a escalas nanométricas, a inalação deste material pode causar lesões graves no organismo, pois têm a capacidade de atingir órgãos internos. O estudo é baseado na amostragem do material particulado proveniente dos gases de motores alimentados com diesel e/ou biodiesel em diferentes proporções de combustível e ar ambiente com impactador em cascata; determinando metais e arsênio na atmosfera de diferentes localidades do estado do Rio de Janeiro e no material particulado dos gases de escape de motores de ônibus/caminhão (EURO III), por intermédio de abertura ácida do material coletado e da técnica analítica ICP-OES. Os resultados obtidos para motor EURO III variaram de 100 a 10000 ng m-3, com a redução de emissão conforme adição de biodiesel no diesel sendo comprovada. Porém, em todas as proporções de combustíveis empregadas, houve grande incidência de emissão de partículas em escala manométrica, sendo esse comportamento também observado nas amostragens em ar ambiente. Neste caso, teores de 1,0 a 45,0 ng m-3 evidenciaram Caxias e Madureira como locais mais poluídos dos amostrados. Ni é o metal que possui situação mais alarmante, pois em todos os tamanhos de partícula e locais amostrados, os teores deste elemento foram superiores ao permitido pela legislação internacional. A análise estatística multivariada propôs que os combustíveis B10 e B15 são quimicamente semelhantes, enquanto B5 e B20 sofrem fortes alterações no decorrer de sua combustão e a correlação de Pearson mostrou em ar ambiente, que locais com níveis próximos de poluição apresentaram similaridade nos resultados, a qualidade do ar de Madureira é afetado predominantemente pela construção civil e tráfego, a presença da Baía de Guanabara ao redor da Cidade Universitária influencia nas emissões, a refinaria em Caxias é responsável por emissões importantes de metais e no Parque Nacional de Itatiaia , ao contrário de que se supunha, não está totalmente livre de poluição

Water quality monitoring in the Mersey

This is the Water Quality Monitoring in the Mersey Estuary report produced by the Environment Agency in 2001. This report focuses on the Water Quality Monitoring Programme held in the Mersey Estuary. Since the mid-1960s water samples have been collected at approximately monthly intervals along the length of the estuary between Warrington and New Brighton and in later years further off-shore. This data-set provides an invaluable resource to determine how the very large capital spending of recent years has resulted in the dramatic improvements in water quality that we are now able to record. Initially, the interest was focused on parameters such as dissolved oxygen, BOD, nutrients and suspended solids. Over the last decades, as analytical methods have improved, toxic metals and persistent organic compounds have been included in the routine monitoring programme at a limited number of sites. Moreover, with the introduction of the European Water Framework Directive monitoring programmes it was an opportune time to review the Mersey monitoring strategy. This revised monitoring programme required data from several other components (water, sediments, flora, fauna, fish and birds. This report also contains information about Routine monthly surveys, Special surveys, Chloralkali Directive, UKNMP, British Geological Survey, EDMAR and NERC Environmental Diagnostics Thematic Programme.

Biossorção de lantânio por Sargassum sp.: ensaios em batelada e contínuos

Diante dos avanços tecnológicos, pesquisadores têm intensificado a busca por métodos de remoção de metais, que tragam bons resultados de captação a partir de efluentes contaminados, aliados a um baixo custo. A utilização de materiais biológicos como algas marinhas, fungos e bactérias vem se destacando e se tornando uma solução atrativa quando comparados com os tratamentos químicos convencionais; essa técnica é denominada biossorção. A biossorção é um processo de captação de íons metálicos de uma solução, a partir de interações entre o metal e determinados sítios ativos presentes na parede celular da biomassa. Existe também um crescente interesse pelo estudo dos elementos de terras raras (TR) por possuirem alto valor agregado, acarretado por processos caros e de alta complexidade na sua separação e purificação. Desta forma, este trabalho teve como objetivo descrever o potencial de biossorção de lantânio - um representante dos TR - pela macroalga Sargassum sp., a partir de soluções aquosas. Para isso foram realizados estudos em batelada, aplicando modelos cinéticos e de equilíbrio, e estudos em regime contínuo de biossorção dos íons de lantânio (III), além de um sistema contínuo bimetálico, no qual houve a adição do metal cério, outro TR. As determinações analíticas foram realizadas por espectrometria de emissão ótica por plasma indutivamente acoplado. Os ensaios cinéticos foram realizados nas concentrações metálicas de 10 e 100 mg.L-1 e em duas concentrações distintas de biomassa 2 e 5 g.L-1 na temperatura de 301C. Dois modelos cinéticos foram testados, pseudo-primeira ordem e segunda ordem, tendo o modelo de segunda ordem apresentado melhor ajuste dos dados, com r2 igual a 0,9697. No ensaio de equilíbrio foi construída a isoterma que apresentou um perfil crescente na captação no entanto não alcançou a remoção máxima. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para ajustar os dados da isoterma, sendo verificado maior correlação dos dados com o modelo de Langmuir; resultando num valor de captação máxima calculado pelo modelo de 3,55 mmol.g-1. No ensaio dinâmico foram realizados dois experimentos, 1 e 2. O Experimento 1 foi realizado com três colunas interligadas e recheadas com 20g de biomassa cada, sendo bombeada uma solução aquosa de lantânio na concentração de 1,41mmol.L-1. O Experimento 2 foi constituido de uma solução contendo lantânio e cério ambos na mesma concentração anterior de 1,41 mmol.L-1, sendo bombeada somente para uma única coluna recheada com 20g de biomassa. Os resultados demonstraram que o ponto de saturação não foi atingido dentro das 8 horas em que se deu o processo, o que indica a alta afinidade da Sargassum sp. pelo lantânio e que a presença do cério associada a redução da vazão prejudicou a captação do lantânio

Materiais tipo hidrotalcita contendo Cu como precursores de catalisadores para a redução de NO pelo CO

Dentre os óxidos de nitrogênio, o N2O é um gás do efeito estufa altamente nocivo. Devido ao potencial contaminante que este possui, torna-se importante a implementação de processos capazes de reduzir a sua emissão, bem como a dos NOx. Tradicionalmente, têm-se empregado catalisadores baseados em metais nobres, porém estes apresentam como principal desvantagem o elevado custo. Desse modo, sempre houve o interesse pelo uso de outros tipos de catalisadores e metais neste sistema de reação. Nesse contexto, na presente dissertação procurou-se sintetizar precursores de catalisadores tipo hidrotalcita Cu-AlCO3 e avaliar o seu desempenho na reação de redução do NO pelo CO, visando melhorar a atividade e a seletividade a N2. Foram estudados diversos parâmetros de síntese e diferentes composições. Os parâmetros mais influentes na síntese foram a relação molar H2O/(Al+Cu) e a temperatura de secagem do sólido, cujos melhores valores foram 434 e 25C, respectivamente. Testaram-se dois sólidos, o primeiro composto pela fase hidrotalcita quase pura e o segundo com uma clara mistura entre fases hidrotalcita e malaquita. As análises térmica e química revelaram presença da fase malaquita em ambos os materiais com porcentagens de 14 e 40%, respectivamente. Os resultados de difração de raios X indicaram a presença da fase CuO para os catalisadores provenientes da calcinação dos materiais tipo hidrotalcita, porém a espectroscopia Raman evidenciou a presença de Cu2O no catalisador proveniente do material com maior mistura de fases. Os ciclos redox mostraram uma melhora na redutibilidade dos catalisadores após um ciclo de oxidação-redução. Além disso, foi estudado o impacto do envelhecimento térmico a 900C por 12 h no desempenho dos catalisadores. Pelos resultados de teste catalítico os melhores desempenhos foram alcançados pelos catalisadores envelhecidos, contudo o catalisador proveniente do precursor mais puro apresentou-se melhor tanto novo como envelhecido em termos de menor rendimento de N2O. Uma comparação com catalisadores à base de metal nobre mostrou um bom desempenho dos catalisadores à base de cobre, com a vantagem destes apresentarem menor emissão de N2O em temperaturas menores

Process envelopes for stabilisation/solidification of contaminated soil using lime-slag blend.

PURPOSE: Stabilisation/solidification (S/S) has emerged as an efficient and cost-effective technology for the treatment of contaminated soils. However, the performance of S/S-treated soils is governed by several intercorrelated variables, which complicates the optimisation of the treatment process design. Therefore, it is desirable to develop process envelopes, which define the range of operating variables that result in acceptable performance. METHODS: In this work, process envelopes were developed for S/S treatment of contaminated soil with a blend of hydrated lime (hlime) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) as the binder (hlime/GGBS = 1:4). A sand contaminated with a mixture of heavy metals and petroleum hydrocarbons was treated with 5%, 10% and 20% binder dosages, at different water contents. The effectiveness of the treatment was assessed using unconfined compressive strength (UCS), permeability, acid neutralisation capacity and contaminant leachability with pH, at set periods. RESULTS: The UCS values obtained after 28 days of treatment were up to ∼800 kPa, which is quite low, and permeability was ∼10(-8) m/s, which is higher than might be required. However, these values might be acceptable in some scenarios. The binder significantly reduced the leachability of cadmium and nickel. With the 20% dosage, both metals met the waste acceptance criteria for inert waste landfill and relevant environmental quality standards. CONCLUSIONS: The results show that greater than 20% dosage would be required to achieve a balance of acceptable mechanical and leaching properties. Overall, the process envelopes for different performance criteria depend on the end-use of the treated material.

Protocols for conducting dolphin capture-release health assessment studies

Marine mammals, such as dolphins, can serve as key indicator species in coastal areas by reflecting the effects of natural and anthropogenic stressors. As such they are often considered sentinels of environmental and ecosystem health (Bossart 2006; Wells et al. 2004; Fair and Becker 2000). The bottlenose dolphin is an apex predator and a key component of many estuarine environments in the southeastern United States (Woodward-Clyde Consultants 1994; SCDNR 2005). Health assessments of dolphins are especially critical in areas where populations are depleted, show signs of epidemic disease and/or high mortality and/or where habitat is being altered or impacted by human activities. Recent assessments of environmental conditions in the Indian River Lagoon, Florida (IRL) and the estuarine waters surrounding Charleston, South Carolina (CHS) highlight the need for studies of the health of local bottlenose dolphins. While the condition of southeastern estuaries was rated as fair in the National Coastal Condition Report (U.S. EPA 2001), it was noted that the IRL was characterized by poorer than expected benthic communities, significant sediment toxicity and increased nutrient concentrations. Similarly, portions of the CHS estuary have sediment concentrations of aliphatic aromatic hydrocarbons, select inorganic metals, and some persistent pesticides far in excess of reported bioeffect levels (Hyland et al. 1998). Long-term trends in water quality monitoring and recent scientific research suggest that waste load assimilation, non-point source runoff impacts, contaminated sediments, and toxic pollutants are key issues in the CHS estuary system. Several ‘hot spots’ with high levels of heavy metals and organic compounds have been identified (Van Dolah et al. 2004). High concentrations of anthropogenic trace metals, polychlorinated biphenyls (PCB’s) and pesticides have been found in the sediments of Charleston Harbor, as well as the Ashley and Cooper Rivers (Long et al. 1998). Two superfund sites are located within the CHS estuary and the key contaminants of concern associated with these sites are: polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), lead, chromium, copper, arsenic, zinc and dioxin. Concerns related to the overall health of IRL dolphins and dermatologic disease observed in many dolphins in the area (Bossart et al. 2003) initiated an investigation of potential factors which may have impacted dolphin health. From May-August 2001, 35 bottlenose dolphins died in the IRL during an unusual mortality event (MMC 2003). Many of these dolphins were diagnosed with a variety of skin lesions including proliferative ulcerative dermatitis due to protozoa and fungi, dolphin pox and a vesicular dermatopathy of unknown etiology (Bossart et al. 2003). Multiple species from fish to dolphins in the IRL system have exhibited skin lesions of various known and unknown etiologies (Kane et al. 2000; Bossart et al. 2003; Reif et al. 2006). On-going photo-identification (photo-ID) studies have documented skin diseases in IRL dolphins (Mazzoil et al. 2005). In addition, up to 70% of green sea turtles in the IRL exhibit fibropapillomas, with the highest rates of occurrence being seen in turtles from the southern IRL (Hirama 2001).

The zonation of soft-bottom sediments in Gorgan Bay (Caspian Sea) using macrobenthos as indicator of ecological health

In this study, in order to assess the ecological health status and zoning of soft bottom of Gorgan Bay, the spatial and temporal distribution of macrofauna and their relationship with environmental stress were investigated. Sediment samples were collected using a Van Veen grab at 22 sampling points, seasonally during 2012-2013. The averages (±SD) of the percentages of sand, silt, clay and TOM (Total Organic Matter) in the sediment samples were determined (44.4± 15, 53.4 ± 14, and 2.2 ±2.2 and 7.2% ± 1.6, respectively). Our results showed that mean (range) of Al, As, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were 1.2 % (0.4-2.1), 4.8 (2.5- 10.3) ppm, 10.5 (4.4-16.9) ppm, 1 (0.4 – 1.6) % , 13.6 (6.2-21.5) ppm, 9.1 (4.7-12.9) ppm and 23.9 (3.1-39.4) ppm, respectively. In spring, both Al and Ni were higher than the guideline level. In the event that arsenic was exceeds the guidelines in summer. In this study, 14 species of macrofauna from 12 families were identified. Polychaeta with 3 species was the most dominant group in terms of abundance. The four most abundant taxa making up 85% of all specimens (Streblospio gynobranchiata, Tubificidae, Hediste versicolor and Abra segmentum). The western area were characterized by the higher species diversity (H', 1.94). So Gorgan Bay presents transitional macrobenthic assemblages that are spatially distributed along substrate gradients .The mean of Shannon index, BENTIX, BO2A, AMBI and M-AMBI in the bay was 1.3, 2.2, 0.4, 3.2 and 0.65 respectively. According to the results of these indices, ecological status of the western part of the bay assessed better than the other parts. According to the results of the nmMDS (non-metric Multidimensional Scaling), PCA (Principal Components Analysis), the map of distribution of heavy metals and the map of the ecological status , it seems Gorgan Bay is divided into two separate zones (the eastern and the western parts).M-AMBI finaly introduced reliable index for assessing the ecological status of the Bay.

Potential risks of contaminants with specific reference to mercury

Fresh water and fish are important to the people who live in the Lake Victoria region therefore the quality of the water and fish is of major importance (Johnson & Odada, 1996). It is well known that dirty water and spoilt fish can lead to poor health and lower standards of living, and that quality can be affected by the pollution in the environment. Even though Lake Victoria is very large, it is relatively shallow and the water remains in the lake basin for a long time (Bootsma & Hecky, 1993). There are a number of environmental issues in Lake Victoria, including water hyacinth~over-population and increased farming causing problems with the lake ecosystem. All these factors combine to keep contaminants within the lake for long time, which will lead to gradually increasing concentrations in the lake. Pollution is a term that covers a wide variety of chemicals and physical changes and their adverse effects on the environment. Here we focus on contaminants, which are unwanted chemicals introduced to the environment. Contaminants include a very wide variety of chemicals, both man-made and natural, for example, mercury, pesticides and herbicides, heavy metals, and natural plant and algae toxins. Many contaminants do not always lead to adverse effects immediately, but can gradually induce long-term problems leading to chronic illnesses and physical damage. A few contaminants have very rapid impacts resulting in immediately obvious changes such as death or injury. Sources of contaminants are varied. Contaminants can get in the lake by the way of agricultural treatment of crops near the lake, industrial effluent, intentional introduction such as fish poisoning byfishermen, natural sources such as heavy metals from particular types of rocks, and even some plants naturally release their toxins. Contaminant sources are not always found near Lake Victoria.

Spintronics with graphene

Because of its fascinating electronic properties, graphene is expected to produce breakthroughs in many areas of nanoelectronics. For spintronics, its key advantage is the expected long spin lifetime, combined with its large electron velocity. In this article, we review recent theoretical and experimental results showing that graphene could be the long-awaited platform for spintronics. A critical parameter for both characterization and devices is the resistance of the contact between the electrodes and the graphene, which must be large enough to prevent quenching of the induced spin polarization but small enough to allow for the detection of this polarization. Spin diffusion lengths in the 100-μm range, much longer than those in conventional metals and semiconductors, have been observed. This could be a unique advantage for several concepts of spintronic devices, particularly for the implementation of complex architectures or logic circuits in which information is coded by pure spin currents. © Copyright 2012 Materials Research Society.