Practical applications of a systematic approach to the chemical abatement of pollutants in water and air

The present dissertation is devoted to the systematic approach to the development of organic toxic and refractory pollutants abatement by chemical decomposition methods in aqueous and gaseous phases. The systematic approach outlines the basic scenario of chemical decomposition process applications with a step-by-step approximation to the most effective result with a predictable outcome for the full-scale application, confirmed by successful experience. The strategy includes the following steps: chemistry studies, reaction kinetic studies in interaction with the mass transfer processes under conditions of different control parameters, contact equipment design and studies, mathematical description of the process for its modelling and simulation, processes integration into treatment technology and its optimisation, and the treatment plant design. The main idea of the systematic approach for oxidation process introduction consists of a search for the most effective combination between the chemical reaction and the treatment device, in which the reaction is supposed to take place. Under this strategy,a knowledge of the reaction pathways, its products, stoichiometry and kinetics is fundamental and, unfortunately, often unavailable from the preliminary knowledge. Therefore, research made in chemistry on novel treatment methods, comprisesnowadays a substantial part of the efforts. Chemical decomposition methods in the aqueous phase include oxidation by ozonation, ozone-associated methods (O3/H2O2, O3/UV, O3/TiO2), Fenton reagent (H2O2/Fe2+/3+) and photocatalytic oxidation (PCO). In the gaseous phase, PCO and catalytic hydrolysis over zero valent ironsare developed. The experimental studies within the described methodology involve aqueous phase oxidation of natural organic matter (NOM) of potable water, phenolic and aromatic amino compounds, ethylene glycol and its derivatives as de-icing agents, and oxygenated motor fuel additives ¿ methyl tert-butyl ether (MTBE) ¿ in leachates and polluted groundwater. Gas-phase chemical decomposition includes PCO of volatile organic compounds and dechlorination of chlorinated methane derivatives. The results of the research summarised here are presented in fifteenattachments (publications and papers submitted for publication and under preparation).

Caracterització del comportament reològic del suc de taronja concentrat a baixes temperatures. Efecte del procés de clarificació

Els sucs de taronja són els de major demanda dins el mercat espanyol i en la majoria de mercats a nivell mundial. Generalment, aquests sucs es comercialitzen amb polpa en suspensió i amb un contingut en sòlids solubles al voltant de 10-12ºBrix. No obstant, per a facilitar el transport i conservació durant l’emmagatzematge, s’obtenen concentrats en forma industrial, i posteriorment es dilueixen afegint aigua fins a la concentració requerida. Les indústries també obtenen sucs clarificats i concentrats que serveixen, entre d’altres, per a preparar mescles. Els sucs concentrats s’obtenen per extracció o premsat del suc i posterior clarificació i concentració mitjançant una etapa d’evaporació, assolint-se finalment productes al voltant dels 65ºBrix. En el procés d’elaboració el suc canvia contínuament de contingut en sòlids solubles i és sotmès a diverses temperatures, motius pels quals variaran les seves propietats, que depenen en gran mesura d’aquests dos paràmetres. Aquest treball d’investigació descrit fins ara, es complementarà amb l’estudi de les alternatives de tecnologia i enginyeria disponibles en la fabricació del suc de taronja concentrat. Aquesta tasca servirà per aprofundir en el coneixement tant del producte objecte de l’estudi com de la seva producció, a més a més d’aplicar sobre un cas concret els coneixements adquirits al llarg dels cinc anys de formació en el camp de l’enginyeria alimentària.

Efectivitat de l'ozó sobre els cultius marins en recirculació

Aquest treball planteja treballar en recirculació utilizant ozó per a la desinfecció o reducció de les colònies bacterianes de l'aigua marina. El sistema de recirculació en aqüicultura (SRA) és un procés que millora la qualitat físico-química de l'aigua. D'altra banda, la ozonització permet l'eliminació de compostos tant orgànics com inorgànics, desinfectant i reduint l'lor i la terbolesa de l'aigua, entre d'altres, amb l'inconvenient que l'ozó genera productes residuals en l'aigua salada. S'han realitzat diferents casos d'experimentació (peixos, zooplancton i un biofiltre) per a avaluar l'efecte de l'ozó, tant positiu com negatiu, sobre els organismes marins i l'aigua de cultiu.

Projecte d’urbanització del sector 22 – Polígon industrial de Can Sunyer

L’objecte del projecte és la renovació de les infraestructures i serveis d’un polígon industrial de 28, 5 hectàrees situat al municipi de Sant Andreu de la Barca. Amb les millores es preveu millorar la qualitat de vida dels principals usuaris i la integració del polígon dins la xarxa de polígons de la resta del municipi, per altra banda, es planteja que determinades zones del polígon puguin ser utilitzades com a zones de lleure. La millora de les infraestructures comprén: Xarxa de sanejament, xarxa d’aigua potable, xarxa elèctrica , xarxa d’enllumenat públic, millora del ferm i projecció d’un espai verd públic.

Proyecto de puesta en marcha de una explotación de porcino de 672 cerdas reproductoras en ciclo cerrado en el término municipal de Viana de Duero (Soria)

El present Projecte es basa en el disseny, construcció i engegada d'una explotació intensiva de 672 truges en cicle tancat per a la producció de porc “blanc” amb orientació càrnia i en règim d'integració. L'explotació estarà composta de diverses construccions: Nau de cubrició-control-gestació, nau de maternitat i deslleti-transició, quatre naus d'esquer, nau de quarentena, naus d'infermeria per a reproductores i per a porcs en esquer, així com altres instal·lacions accessòries per al correcte funcionament de l'explotació. Aquestes són caseta multiusos, bassa de purins i dipòsit d'emmagatzematge d'aigua.

Estudi ecològic de la ictiofauna del riu Segre

Aquest estudi pretén donar a conèixer les espècies de peixos que poblen les aigües del riu Segre i afluents, la distribució de les mateixes dins la conca i les poblacions que presenten cada una, en base al mostreig realitzat durant l’any 2008. Es caracteritza l’hàbitat fluvial i la qualitat físico-química de l’aigua, i s’estableixen relacions entre l’estat de conservació de la ictiofauna i l’estat de conservació de l’hàbitat. Finalment, s’analitza l’evolució de l’estat ecològic, basat en els peixos mitjançant l’índex biòtic IBICAT, que han sofert els rius a la conca del Segre entre els anys 2003 i 2008.

Proyecto de estabilización de taludes y protección contra desprendimientos en la Ladera del Parral de la localidad de Benaocaz, provincia de Cádiz

A finals de gener de l'any 2009, després d'un període excepcional de pluges, part d'una de les vessants rocoses situades al paratge “Laderas del Parral” col·lapsa, patint un despreniment de considerables dimensions que afecta un dels dipòsits d’aigua potable situat als peus d’aquesta, així com una torre d’electrificació i una antena de telefonia mòbil, deixant part del material generat a pocs metres d’unes quantes cases situades en l'àrea. S’ha dimensionat un sistema flexible d'estabilització dissenyat per assegurar la zona i el tanc contra més despreniments de roques que podrien succeir.

Estudi tècnic-econòmic sobre la biomassa d’origen forestal i els seus aprofitaments energètics a Catalunya

En el següent TPT s’ha elaborat una actualització temàtica de la situació de la biomassa forestal a Catalunya, amb l’explicació dels principals esdeveniments que s’han donat lloc a Catalunya l’any 2013. També s’ha dut a terme un estudi de casos on s’ha optat per l’ús de la biomassa forestal com a combustible per la generació de calefacció i aigua calenta sanitària. Finalment el treball conclou amb una simulació del consum energètic demandat per un habitatge unifamiliar i per un hotel, amb els diferents combustibles com a variables.

Identifying the Role of Final Consumption in Structural Path Analysis: An Application to Water Uses

The complexity of the connexions within an economic system can only be reliably reflected in academic research if powerful methods are used. Researchers have used Structural Path Analysis (SPA) to capture not only the linkages within the production system but also the propagation of the effects into different channels of impacts. However, the SPA literature has restricted itself to showing the relations among sectors of production, while the connections between these sectors and final consumption have attracted little attention. In order to consider the complete set of channels involved, in this paper we propose a structural path method that endogenously incorporates not only sectors of production but also the final consumption of the economy. The empirical application comprises water usages, and analyses the dissemination of exogenous impacts into various channels of water consumption. The results show that the responsibility for water stress is imputed to different sectors and depends on the hypothesis used for the role played by final consumption in the model. This highlights the importance of consumers’ decisions in the determination of ecological impacts. Keywords: Input-Output Analysis, Structural Path Analysis, Final Consumption, Water uses.

Enrichment cultures should be performed in the detection of bacterial oral human pathogens in DUWLs

Water delivered by dental units during routine dental practice is densely contaminated by bacteria. The aim of this study was to determine actual isolation of the microorganisms sprayed from Dental Unit Water Lines (DUWLs) when enrichment cultures are performed and to compare frequencies with those obtained without enrichment cultures. Moreover, the antimicrobial susceptibilities of the microorganisms isolated were also studied. Water samples were collected from one hundred dental equipments in use at Dental Hospital of our University in order to evaluate the presence/absence of microorganisms and to perform their presumptive identification. Aliquots from all of the samples were inoculated in eight different media including both enrichment and selective media. Minimal inhibitory concentrations (MIC) were determined by the broth dilution method. The results herein reported demonstrate that most of the DUWLs were colonized by bacteria from human oral cavity; when enrichment procedures were applied the percentage of DUWLs with detectable human bacteria was one hundred percent. The results showed that in order to evaluate the actual risk of infections spread by DUWLs the inclusion of a step of pre-enrichment should be performed. The need for devices preventing bacterial contamination of DUWLs is a goal to be achieved in the near future that would contribute to maintain safety in dental medical assistance

Genetic variation for carbon isotope composition in Juglans regia L.: relationships with growth, phenology and climate of origin

Among the traits of breeding interest for the common walnut tree Juglans regia L., characteristics such as timing of budbreak and leaf fall, water-use efficiency and growth performance are regarded as being of utmost relevance in Mediterranean conditions. The authors evaluated intraspecific variation in $\delta$13C (carbon isotope composition, surrogate of intrinsic water-use efficiency, WUE$_{\rm i}$) for 22 J. regia families grown in a progeny test under supplementary irrigation, and investigated whether such variation correlated with climatic indicators of native habitats. The genetic relationships between $\delta$13C, growth and phenology were also assessed during two consecutive years. Overall, the most water-use-efficient families (i.e. with higher $\delta$13C), which originated mainly from drought-prone provenance regions which have a high vapour pressure deficit and low rainfall, exhibited less height growth and smaller DBH. Using a stepwise regression procedure, $\delta$13C was included as the main explanatory variable of genotypic variation in growth traits, together with growing season duration (for DBH in both years) and flushing (for height in 2007). It was concluded that WUE$_{\rm i}$ is largely unconnected to phenology effects in the explanation of growth performance for J. regia, therefore suggesting the opportunity of simultaneously selecting for low WUE$_{\rm i}$ and extended growing period to maximise productivity in non-water-limited environments.

Manifest de Vallbona: una proposta d’ús de l’aigua per al segle XXI. Convertir un projecte hidràulic (canal Segarra-Garrigues) en un projecte territorial

Pocs saben que el canal Segarra-Garrigues i les obres de transformació en regadiu que l’acompanyen representen avui dia la segona inversió pública més important de Catalunya. Malgrat l’enorme inversió que s’està fent, aquesta obra, que ha d’abastar unes 70.000 ha a les comarques de Lleida, ha estat concebuda a imatge de les grans obres hidràuliques del segle xix i xx, i planteja molts dubtes sobre la incidència econòmica real que tindrà. Des del mateix territori, l’anomenat Manifest de Vallbona posa sobre la taula des del 2004 un nou tipus de canal que respongui a les necessitats reals de desenvolupament del territori i a les sensibilitats de la nova cultura de l’aigua.

Cartografia detallada de sòls en àrees de regadiu de Catalunya

La superfície regada a Catalunya és d'unes 260.00 ha. aproximadament, la qual constitueix el 26 % de l'àrea conreada i el 8 % de l'àrea total; tot i així, en l'àrea regada es produeix, aproximadament, el 68 % del producte final agrari. El pes econòmic de l'àrea regada, la facilitat més gran per introduir noves tecnologies amb una rendibilitat superior i la necessitat que tenen les mateixes tecnologies de disposar d'una informació de base van fer aconsellable iniciar les tasques de cartografia de sòls del Departament d'Agricultura, Ramaderia i Pesca (DARP) en les àrees indicades. La naturalesa del problema plantejat, consistent bàsicament en l'aplicació de tecnologia agrícola (programació de regs, utilització de l'aigua de reg sota condicions de salinitat-sodicitat, plans de fertilització, reg de sòls guixencs, i selecció de sòls segons l'aptitud per als cultius, etc.), i també la grandària de les explotacions i parcel·les, obliguen a disposar d'una acurada informació quantitativa i a plantejar una cartografia de sòls detallada. En aquest treball s'exposen els estudis realitzats fins ara sobre cartografia de sòls i les aplicacions que s'han efectuat o que es preveu que s'efectuaran en un termini curt. Es comenta la problemàtica sorgida en el transcurs de la realització d'aquests treballs cartogràfics, es revisen les aplicacions dutes a terme i les dificultats que s'han trobat en la transmissió i la transferència de la informació generada al sector agrari en general i als tècnics de l'Administració.

Desenvolupament d'una tecnologia per a la millora de les recomanacions en la fertilització nitrogenada dels cereals d'hivern. (I) Cereals d'hivern a la Catalunya interior

Es va realitzar una sèrie d'assaigs d'adobat nitrogenat en diferents comarques de la Catalunya interior. En el conjunt d'aquests assaigs es varen comprovar tres mètodes diferents que es va considerar que eren prometedors per tal de millorar la fertilització nitrogenada. Els mètodes assajats eren el mètode del balanç de nitrogen, el del nitrogen mineral i el del contingut de nitrats al suc de la base de les tiges (CNSBT). Els sòls on es van realitzar els assaigs no presentaven cap limitació especial per al cultiu del blat i eren profunds, ben drenats, no salins i de textura mitjana; l'única excepció era un assaig sobre sòl moderadament profund. Per tant, i també pel que fa a la fertilitat química, els sòls s'han de considerar d'un potencial productiu mitjàalt. El mètode del balanç de nitrogen s'ha mostrat com a molt prometedor de cara a definir si cal la magnitud de l'adobat de cobertora per a les condicions estudiades. El mètode de nitrogen mineral també ha estat efectiu en aquest sentit, mentre que el del CNSBT s'ha revelat com a no aplicable en les condicions assajades, on en molts casos l'aigua és també factor limitant. Al llarg dels assaigs s'han identificat un seguit de factors que impedeixen ajustar la fertilitat nitrogenada. Entre aquests cal esmentar la mala estimació de la producció objectiu, la dificultat de predir el N disponible a partir dels adobs orgànics, dificultats de mostreig pel nitrogen nítric i l'efecte crític que té l'erràtica disponibilitat d'aigua que complica molt l'estratègia de fertilització nitrogenada a adoptar.

Flow resistance equations for mountain rivers

Three models of flow resistance (a Keulegan-type logarithmic law and two models developed for large-scale roughness conditions: the full logarithmic law and a model based on an inflectional velocity profile) were calibrated, validated and compared using an extensive database (N = 1,533) from rivers and flumes, representative of a wide hydraulic and geomorphologic range in the field of gravel-bed and mountain channels. It is preferable to apply the model based on an inflectional velocity profile in the relative submergence (y/d90) interval between 0.5 and 15, while the full logarithmic law is preferable for values below 0.5. For high relative submergence, above 15, either the logarithmic law or the full logarithmic law can be applied. The models fitted to the coarser percentiles are preferable to those fitted to the median diameter, owing to the higher explanatory power achieved by setting a model, the smaller difference in the goodness-of-fit between the different models and the lower influence of the origin of the data (river or flume).