Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.

Doses monitoring in radiology: calibration of air kerma-area product (PKA) meters

Objective The authors have sought to study the calibration of a clinical PKA meter (Diamentor E2) and a calibrator for clinical meters (PDC) in the Laboratory of Ionizing Radiation Metrology at Instituto de Energia e Ambiente - Universidade de São Paulo. Materials and Methods Different qualities of both incident and transmitted beams were utilized in conditions similar to a clinical setting, analyzing the influence from the reference dosimeter, from the distance between meters, from the filtration and from the average beam energy. Calibrations were performed directly against a standard 30 cm3 cylindrical chamber or a parallel-plate monitor chamber, and indirectly against the PDC meter. Results The lowest energy dependence was observed for transmitted beams. The cross calibration between the Diamentor E2 and the PDC meters, and the PDC presented the greatest propagation of uncertainties. Conclusion The calibration coefficient of the PDC meter showed to be more stable with voltage, while the Diamentor E2 calibration coefficient was more variable. On the other hand, the PDC meter presented greater uncertainty in readings (5.0%) than with the use of the monitor chamber (3.5%) as a reference.

Presence of air in the hepatic portal system in association with umbilical venous catheter malposition

The authors report a case of umbilical venous catheter malposition with air in the portal venous system in a preterm neonate. Initially, the hypothesis of necrotizing enterocolitis was considered, but the newborn progressed with no finding of disease and the air disappeared at follow-up radiography. The differential diagnosis of such a finding can avoid unnecessary clinical treatments.

Explaining vineyard specialization in the province of Barcelona (Spain) in the mid-19th century

[cat] Presentem un model estadístic de l’especialització vitícola a la província de Barcelona cap el 1860 que combina la pressió boserupiana de l’augment de població, l’atracció de la demanda induïda per un creixement de tipus smithià (mesurada per les distancies horàries al port més proper), i l’adequació dels sòls disponibles per sembrar gra o plantar ceps (mesurada per l’estès hídric, el pendent i el risc de glaçades). L’assoliment global d’uns nivells de R2 ajustats que oscil·len entre 0,608 i 0,826 poden considerar-se força bons. Creiem que la desigualtat en la propietat de la terra també va jugar un paper molt important, però l’hem hagut d’ometre de moment per manca de dades estadístiques. També cal aprofundir en el tractament del problema de possible endogeneïtat derivat de l’ús de variables socio-demogràfiques.

Explaining vineyard specialization in the province of Barcelona (Spain) in the mid-19th century

[cat] Presentem un model estadístic de l’especialització vitícola a la província de Barcelona cap el 1860 que combina la pressió boserupiana de l’augment de població, l’atracció de la demanda induïda per un creixement de tipus smithià (mesurada per les distancies horàries al port més proper), i l’adequació dels sòls disponibles per sembrar gra o plantar ceps (mesurada per l’estès hídric, el pendent i el risc de glaçades). L’assoliment global d’uns nivells de R2 ajustats que oscil·len entre 0,608 i 0,826 poden considerar-se força bons. Creiem que la desigualtat en la propietat de la terra també va jugar un paper molt important, però l’hem hagut d’ometre de moment per manca de dades estadístiques. També cal aprofundir en el tractament del problema de possible endogeneïtat derivat de l’ús de variables socio-demogràfiques.

Capillary thermal desorption unit for near real-time analysis of VOCs at sub-trace levels. Application to the analysis of environmental air contamination and breath samples

A capillary microtrap thermal desorption module is developed for near real-time analysis of volatile organic compounds (VOCs) at sub-ppbv levels in air samples. The device allows the direct injection of the thermally desorbed VOCs into a chromatographic column. It does not use a second cryotrap to focalize the adsorbed compounds before entering the separation column so reducing the formation of artifacts. The connection of the microtrap to a GC–MS allows the quantitative determination of VOCs in less than 40 min with detection limits of between 5 and 10 pptv (25 °C and 760 mmHg), which correspond to 19–43 ng m−3, using sampling volumes of 775 cm3. The microtrap is applied to the analysis of environmental air contamination in different laboratories of our faculty. The results obtained indicate that most volatile compounds are easily diffused through the air and that they also may contaminate the surrounding areas when the habitual safety precautions (e.g., working under fume hoods) are used during the manipulation of solvents. The application of the microtrap to the analysis of VOCs in breath samples suggest that 2,5-dimethylfuran may be a strong indicator of a person's smoking status

Pientalojen ilmalämpöpumput sähköverkossa

Työssä tutkitaan ilmalämpöpumppujen kokonaisvaltaista vaikutusta sähköverkkoon. Tarkastelu aloitetaan lämpöpumppujen toiminnasta ja rakenteesta, josta jatketaan laitteen käytettävyyteen ja muiden lämmitysmenetelmien vertailuun. Sähköisten ominaisuuksien tarkastelussa pohditaan ilmalämpöpumppujen vaikutusta suomalaiseen sähköverkkoon muun muassa yleissähkötekniikan, taloudellisuuden ja energiatehokkuuden sekä häiriöiden kannalta. Tämä tutkielma rajoittuu pientaloihin, ja niihin asennettuihin ilma-ilmalämpöpumppuihin. Työn loppupäätelmänä on, että ilmalämpöpumppujen käytöstä ei juuri aiheudu vaikutuksia suomalaiseen sähköverkkoon. Suurimmat ilmalämpöpumppujen käytöstä syntyvät seuraukset kohdistuvat sähköverkkoyhtiöihin, joihin ilmalämpöpumput aiheuttavat taloudellisia menetyksiä. Suuret ja tulevaisuudessa kasvavat ilmalämpöpumppumäärät aiheuttavat sähköntuotantoon lisätehontarvetta huippukuorman aikaan. Toisaalta välitehoalueella tehontarve sekä energiankulutus pienenevät. Sähköverkoissa ei ole toistaiseksi havaittu ilmalämpöpumpuista johtuvia häiriöitä.

Case-Crossover Analysis of Air Pollution Health Effects: A Systematic Review of Methodology and Application

Case-crossover is one of the most used designs for analyzing the health-related effects of air pollution. Nevertheless, no one has reviewed its application and methodology in this context. Objective: We conducted a systematic review of case-crossover (CCO) designs used to study the relationship between air pollution and morbidity and mortality, from the standpoint of methodology and application.Data sources and extraction: A search was made of the MEDLINE and EMBASE databases.Reports were classified as methodologic or applied. From the latter, the following information was extracted: author, study location, year, type of population (general or patients), dependent variable(s), independent variable(s), type of CCO design, and whether effect modification was analyzed for variables at the individual level. Data synthesis: The review covered 105 reports that fulfilled the inclusion criteria. Of these, 24 addressed methodological aspects, and the remainder involved the design’s application. In the methodological reports, the designs that yielded the best results in simulation were symmetric bidirectional CCO and time-stratified CCO. Furthermore, we observed an increase across time in the use of certain CCO designs, mainly symmetric bidirectional and time-stratified CCO. The dependent variables most frequently analyzed were those relating to hospital morbidity; the pollutants most often studied were those linked to particulate matter. Among the CCO-application reports, 13.6% studied effect modification for variables at the individual level.Conclusions: The use of CCO designs has undergone considerable growth; the most widely used designs were those that yielded better results in simulation studies: symmetric bidirectional and time-stratified CCO. However, the advantages of CCO as a method of analysis of variables at the individual level are put to little use

Association between Long-Term Exposure to Traffic-Related Air Pollution and Subclinical Atherosclerosis: The REGICOR Study

Background: Epidemiological evidence of the effects of long-term exposure to air pollu tion on the chronic processes of athero genesis is limited. Objective: We investigated the association of long-term exposure to traffic-related air pollu tion with subclinical atherosclerosis, measured by carotid intima media thickness (IMT) and ankle–brachial index (ABI). Methods: We performed a cross-sectional analysis using data collected during the reexamination (2007–2010) of 2,780 participants in the REGICOR (Registre Gironí del Cor: the Gerona Heart Register) study, a population-based prospective cohort in Girona, Spain. Long-term exposure across residences was calculated as the last 10 years’ time-weighted average of residential nitrogen dioxide (NO2) estimates (based on a local-scale land-use regression model), traffic intensity in the nearest street, and traffic intensity in a 100 m buffer. Associations with IMT and ABI were estimated using linear regression and multinomial logistic regression, respectively, controlling for sex, age, smoking status, education, marital status, and several other potential confounders or intermediates. Results: Exposure contrasts between the 5th and 95th percentiles for NO2 (25 μg/m), traffic intensity in the nearest street (15,000 vehicles/day), and traffic load within 100 m (7,200,000 vehicle-m/day) were associated with differences of 0.56% (95% CI: –1.5, 2.6%), 2.32% (95% CI: 0.48, 4.17%), and 1.91% (95% CI: –0.24, 4.06) percent difference in IMT, respectively. Exposures were positively associated with an ABI of > 1.3, but not an ABI of < 0.9. Stronger associations were observed among those with a high level of education and in men ≥ 60 years of age. Conclusions: Long-term traffic-related exposures were associated with subclinical markers of atherosclerosis. Prospective studies are needed to confirm associations and further examine differences among population subgroups.key words: ankle–brachial index, average daily traffic, cardiovascular disease, exposure assessment, exposure to tailpipe emissions, intima media thickness, land use regression model, Mediterranean diet, nitrogen dioxide

On the interplay between Q^2 and t dependence in exclusive diffractive production of real photons and vector mesons in ep collisions

We show how the familiar phenomenological way of combining the Q2 (photon virtuality) and t (squared momentum transfer) dependences of the scattering amplitude in Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS) [1, 2] and Vector Meson Production (VMP) [2] processes can be understood in an off-mass-shell generalization of dual amplitudes with Mandelstam analyticity [3]. By comparing different approaches, we managed also to constrain the numerical values of the free parameters.

Study of a vapor-compression air-conditioning system for jetliners

Most modern passenger aeroplanes use air cycle cooling. A high-speed air cycle is a reliable and light option, but not very efficient. This thesis presents research work done to design a novel vapour cooling cycle for aeroplanes. Due to advancements in high-speed permanent magnet motors, the vapour cycle is seen as a competitive option for the air cycle in aeroplanes. The aerospace industry places tighter demands on the weight, reliability and environmental effects of the machinery than those met by conventional chillers, and thus modifications to conventional design are needed. The thesis is divided into four parts: the initial screening of the working fluid, 1-D design and performance values of the compressor, 1-D off-design value predictions of the compressor and the 3-D design of the compressor. The R245fa was selected as the working fluid based the study. The off-design range of the compressor was predicted to be wide and suitable for the application. The air-conditioning system developed is considerably smaller than previous designs using centrifugal compressors.

Gas collisions and pressure quenching of the photoluminescence of silicon nanopowder grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition

The quenching of the photoluminescence of Si nanopowder grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition due to pressure was measured for various gases ( H2, O2, N2, He, Ne, Ar, and Kr) and at different temperatures. The characteristic pressure, P0, of the general dependence I(P)=I0exp(-P/P0) is gas and temperature dependent. However, when the number of gas collisions is taken as the variable instead of pressure, then the quenching is the same within a gas family (mono- or diatomic) and it is temperature independent. So it is concluded that the effect depends on the number of gas collisions irrespective of the nature of the gas or its temperature

Consumer valuation of energy-saving features of residential air conditioners with hedonic and choice models

The promotion of energy-efficient appliances is necessary to reduce the energetic and environmental burden of the household sector. However, many studies have reported that a typical consumer underestimates the benefits of energy-saving investment on the purchase of household electric appliances. To analyze this energy-efficiency gap problem, many scholars have estimated implicit discount rates that consumers use for energy-consuming durables. Although both hedonic and choice models have been used in previous studies, a comparison between two models has not yet been done. This study uses point of sale data about Japanese residential air conditioners and estimates implicit discounts rates with both hedonic and choice models. Both models demonstrate that a typical consumer underinvests in energy efficiency. Although choice models estimate a lower implicit discount rate than hedonic models, the latter models estimate the values of other product characteristics more consistently than choice models.

Assessment of air quality in Viana do Castelo, Portugal, in the scope of the polis programme

The present paper constitutes a synthesis of the results gotten during the five campaigns of air quality measurement in the years of 2003 and 2004 carried out in the Portuguese city of Viana do Castelo to characterise the reference situation and to accompany the Polis Programme, an urban re-qualification and environmental valorisation plan. The main objective of the monitoring programme consisted of the evaluation of atmospheric pollutants whose levels were susceptible of enhancement in the course of the urbanistic public works. The presented results refer to measurements performed in two distinct places of this city, comprising various consecutive days of acquisition that include, at least, one day of weekend.