Nickel incorporation in Fe(II, III) hydroxysulfate Green Rust: effect on crystal lattice spacing and oxidation products

Ni(II)-Fe(II)-Fe(III) layered double hydroxides (LDH) or Ni-containing sulfate green rust (GR2) samples were prepared from Ni(II), Fe(II) and Fe(III) sulfate salts and analyzed with X ray diffraction. Nickel is readily incorporated in the GR2 structure and forms a solid solution between GR2 and a Ni(II)-Fe(III) LDH. There is a correlation between the unit cell a-value and the fraction of Ni(II) incorporated into the Ni(II)-GR2 structure. Since there is strong evidence that the divalent/trivalent cation ratio in GR2 is fixed at 2, it is possible in principle to determine the extent of divalent cation substitution for Fe(II) in GR2 from the unit cell a-value. Oxidation forms a mixture of minerals but the LDH structure is retained if at least 20 % of the divalent cations in the initial solution are Ni(II). It appears that Ni(II) is incorporated in a stable LDH structure. This may be important for two reasons, first for understanding the formation of LDHs, which are anion exchangers, in the natural environment. Secondly, this is important for understanding the fate of transition metals in the environment, particularly in the presence of reduced Fe compounds.

Structural quality of soils cultivated with coffee and pasture in an environmental protection area

Studies of soils in Environmental Protection Areas (EPAs) are of great importance, because they are an essential component of ecosystems, directly interfering in environmental sustainability. The objective of this study was to evaluate the structural quality of soil cultivated with coffee and used as pasture in the Capituva's River microbasin, which is located in the Environmental Protection Area in Coqueiral, south of the state of Minas Gerais. Uniaxial compression test (preconsolidation test) and soil resistance to penetration were used. Undisturbed samples were taken from the surface layer (0-5 cm) of the soils in the area: a typic dystrophic Red Latosol (LVd - Oxisol), a typic eutrophic Red Argisol (PVe - Ultisol), and a typic dystrophic Haplic Cambisol (CXbd - Inceptisol). A significant linear positive correlation was observed between the results of the preconsolidation test and soil resistance to penetration. Load bearing capacity of soil could be estimated accordingly by means of penetration resistance for LVd, PVe, and CXbd. Cambisol - CXbd showed lower loading support capacity and resistance to penetration than LVd and PVe, due to the better crop management in this soil that resulted in higher physical quality which accounts for higher production and environmental sustainability.

Occupational respiratory exposures to irritating and sensitizing volatile compounds deriving from cleaning products

Recent findings suggest an association between exposure to cleaning products and respiratory dysfunctions including asthma. However, little information is available about quantitative airborne exposures of professional cleaners to volatile organic compounds deriving from cleaning products. During the first phases of the study, a systematic review of cleaning products was performed. Safety data sheets were reviewed to assess the most frequently added volatile organic compounds. It was found that professional cleaning products are complex mixtures of different components (compounds in cleaning products: 3.5 ± 2.8), and more than 130 chemical substances listed in the safety data sheets were identified in 105 products. The main groups of chemicals were fragrances, glycol ethers, surfactants, solvents; and to a lesser extent phosphates, salts, detergents, pH-stabilizers, acids, and bases. Up to 75% of products contained irritant (Xi), 64% harmful (Xn) and 28% corrosive (C) labeled substances. Hazards for eyes (59%), skin (50%) and by ingestion (60%) were the most reported. Monoethanolamine, a strong irritant and known to be involved in sensitizing mechanisms as well as allergic reactions, is frequently added to cleaning products. Monoethanolamine determination in air has traditionally been difficult and air sampling and analysis methods available were little adapted for personal occupational air concentration assessments. A convenient method was developed with air sampling on impregnated glass fiber filters followed by one step desorption, gas chromatography and nitrogen phosphorous selective detection. An exposure assessment was conducted in the cleaning sector, to determine airborne concentrations of monoethanolamine, glycol ethers, and benzyl alcohol during different cleaning tasks performed by professional cleaning workers in different companies, and to determine background air concentrations of formaldehyde, a known indoor air contaminant. The occupational exposure study was carried out in 12 cleaning companies, and personal air samples were collected for monoethanolamine (n=68), glycol ethers (n=79), benzyl alcohol (n=15) and formaldehyde (n=45). All but ethylene glycol mono-n-butyl ether air concentrations measured were far below (<1/10) of the Swiss eight hours occupational exposure limits, except for butoxypropanol and benzyl alcohol, where no occupational exposure limits were available. Although only detected once, ethylene glycol mono-n-butyl ether air concentrations (n=4) were high (49.5 mg/m3 to 58.7 mg/m3), hovering at the Swiss occupational exposure limit (49 mg/m3). Background air concentrations showed no presence of monoethanolamine, while the glycol ethers were often present, and formaldehyde was universally detected. Exposures were influenced by the amount of monoethanolamine in the cleaning product, cross ventilation and spraying. The collected data was used to test an already existing exposure modeling tool during the last phases of the study. The exposure estimation of the so called Bayesian tool converged with the measured range of exposure the more air concentrations of measured exposure were added. This was best described by an inverse 2nd order equation. The results suggest that the Bayesian tool is not adapted to predict low exposures. The Bayesian tool should be tested also with other datasets describing higher exposures. Low exposures to different chemical sensitizers and irritants should be further investigated to better understand the development of respiratory disorders in cleaning workers. Prevention measures should especially focus on incorrect use of cleaning products, to avoid high air concentrations at the exposure limits. - De récentes études montrent l'existence d'un lien entre l'exposition aux produits de nettoyages et les maladies respiratoires telles que l'asthme. En revanche, encore peu d'informations sont disponibles concernant la quantité d'exposition des professionnels du secteur du nettoyage aux composants organiques volatiles provenant des produits qu'ils utilisent. Pendant la première phase de cette étude, un recueil systématique des produits professionnels utilisés dans le secteur du nettoyage a été effectué. Les fiches de données de sécurité de ces produits ont ensuite été analysées, afin de répertorier les composés organiques volatiles les plus souvent utilisés. Il a été mis en évidence que les produits de nettoyage professionnels sont des mélanges complexes de composants chimiques (composants chimiques dans les produits de nettoyage : 3.5 ± 2.8). Ainsi, plus de 130 substances listées dans les fiches de données de sécurité ont été retrouvées dans les 105 produits répertoriés. Les principales classes de substances chimiques identifiées étaient les parfums, les éthers de glycol, les agents de surface et les solvants; dans une moindre mesure, les phosphates, les sels, les détergents, les régulateurs de pH, les acides et les bases ont été identifiés. Plus de 75% des produits répertoriés contenaient des substances décrites comme irritantes (Xi), 64% nuisibles (Xn) et 28% corrosives (C). Les risques pour les yeux (59%), la peau (50%) et par ingestion (60%) était les plus mentionnés. La monoéthanolamine, un fort irritant connu pour être impliqué dans les mécanismes de sensibilisation tels que les réactions allergiques, est fréquemment ajouté aux produits de nettoyage. L'analyse de la monoéthanolamine dans l'air a été habituellement difficile et les échantillons d'air ainsi que les méthodes d'analyse déjà disponibles étaient peu adaptées à l'évaluation de la concentration individuelle d'air aux postes de travail. Une nouvelle méthode plus efficace a donc été développée en captant les échantillons d'air sur des filtres de fibre de verre imprégnés, suivi par une étape de désorption, puis une Chromatographie des gaz et enfin une détection sélective des composants d'azote. Une évaluation de l'exposition des professionnels a été réalisée dans le secteur du nettoyage afin de déterminer la concentration atmosphérique en monoéthanolamine, en éthers de glycol et en alcool benzylique au cours des différentes tâches de nettoyage effectuées par les professionnels du nettoyage dans différentes entreprises, ainsi que pour déterminer les concentrations atmosphériques de fond en formaldéhyde, un polluant de l'air intérieur bien connu. L'étude de l'exposition professionnelle a été effectuée dans 12 compagnies de nettoyage et les échantillons d'air individuels ont été collectés pour l'éthanolamine (n=68), les éthers de glycol (n=79), l'alcool benzylique (n=15) et le formaldéhyde (n=45). Toutes les substances mesurées dans l'air, excepté le 2-butoxyéthanol, étaient en-dessous (<1/10) de la valeur moyenne d'exposition aux postes de travail en Suisse (8 heures), excepté pour le butoxypropanol et l'alcool benzylique, pour lesquels aucune valeur limite d'exposition n'était disponible. Bien que détecté qu'une seule fois, les concentrations d'air de 2-butoxyéthanol (n=4) étaient élevées (49,5 mg/m3 à 58,7 mg/m3), se situant au-dessus de la frontière des valeurs limites d'exposition aux postes de travail en Suisse (49 mg/m3). Les concentrations d'air de fond n'ont montré aucune présence de monoéthanolamine, alors que les éthers de glycol étaient souvent présents et les formaldéhydes quasiment toujours détectés. L'exposition des professionnels a été influencée par la quantité de monoéthanolamine présente dans les produits de nettoyage utilisés, par la ventilation extérieure et par l'emploie de sprays. Durant la dernière phase de l'étude, les informations collectées ont été utilisées pour tester un outil de modélisation de l'exposition déjà existant, l'outil de Bayesian. L'estimation de l'exposition de cet outil convergeait avec l'exposition mesurée. Cela a été le mieux décrit par une équation du second degré inversée. Les résultats suggèrent que l'outil de Bayesian n'est pas adapté pour mettre en évidence les taux d'expositions faibles. Cet outil devrait également être testé avec d'autres ensembles de données décrivant des taux d'expositions plus élevés. L'exposition répétée à des substances chimiques ayant des propriétés irritatives et sensibilisantes devrait être investiguée d'avantage, afin de mieux comprendre l'apparition de maladies respiratoires chez les professionnels du nettoyage. Des mesures de prévention devraient tout particulièrement être orientées sur l'utilisation correcte des produits de nettoyage, afin d'éviter les concentrations d'air élevées se situant à la valeur limite d'exposition acceptée.

Pedochronology and development of peat bog in the environmental protection area pau-de-fruta - Diamantina, Brazil

In the region of the Serra do Espinhaço Meridional, peat bog is formed in hydromorphic environments developed in sunken areas on the plain surfaces with vegetation adapted to hydromorphic conditions, favoring the accumulation and preservation of organic matter. This pedoenvironment is developed on the regionally predominant quartzite rocks. Peat bog in the Environmental Protection Area - APA Pau-de-Fruta, located in the watershed of Córrego das Pedras, Diamantina,Brazil, was mapped and three representative profiles were morphologically characterized and sampled for physical, chemical and microbiological analyses. The organic matter was fractionated into fulvic acid (FA), humic acids (HA) and humin (H). Two profiles were sampled to determine the radiocarbon age and δ13C. The structural organization of the three profiles is homogeneous. The first two layers consist of fibric, the two subsequent of hemic and the four deepest of sapric peat, showing that organic matter decomposition advances with depth and that the influence of mineral materials in deeper layers is greater. Physical properties were homogeneous in the profiles, but varied in the sampled layers. Chemical properties were similar in the layers, but the Ca content, sum of bases and base saturation differed between profiles. Contents of H predominated in the more soluble organic matter fractions and were accumulated at a higher rate in the surface and deeper layers, while HA levels were higher in the intermediate and FA in the deeper layers. Microbial activity did not vary among profiles and was highest in the surface layers, decreasing with depth. From the results of radiocarbon dating and isotope analysis, it was inferred that bog formation began about 20 thousand years ago and that the vegetation of the area had not changed significantly since then.

Exopolysaccharides produced by the symbiotic nitrogen-fixing bacteria of leguminosae

The process of biological nitrogen fixation (BNF), performed by symbiotic nitrogen fixing bacteria with legume species, commonly known as α and β rhizobia, provides high sustainability for the ecosystems. Its management as a biotechnology is well succeeded for improving crop yields. A remarkable example of this success is the inoculation of Brazilian soybeans with Bradyrhizobium strains. Rhizobia produce a wide diversity of chemical structures of exopolysaccharides (EPS). Although the role of EPS is relatively well studied in the process of BNF, their economic and environmental potential is not yet explored. These EPS are mostly species-specific heteropolysaccharides, which can vary according to the composition of sugars, their linkages in a single subunit, the repeating unit size and the degree of polymerization. Studies have showed that the EPS produced by rhizobia play an important role in the invasion process, infection threads formation, bacteroid and nodule development and plant defense response. These EPS also confer protection to these bacteria when exposed to environmental stresses. In general, strains of rhizobia that produce greater amounts of EPS are more tolerant to adverse conditions when compared with strains that produce less. Moreover, it is known that the EPS produced by microorganisms are widely used in various industrial activities. These compounds, also called biopolymers, provide a valid alternative for the commonly used in food industry through the development of products with identical properties or with better rheological characteristics, which can be used for new applications. The microbial EPS are also able to increase the adhesion of soil particles favoring the mechanical stability of aggregates, increasing levels of water retention and air flows in this environment. Due to the importance of EPS, in this review we discuss the role of these compounds in the process of BNF, in the adaptation of rhizobia to environmental stresses and in the process of soil aggregation. The possible applications of these biopolymers in industry are also discussed.

Evaluation des connaissances des mesures légales de protection de la maternité au travail (OProma) chez les femmes enceintes et chez les gynécologues

Pour permettre à une femme enceinte de continuer à travailler en toute sécurité, l'OProma (ordonnance du Département fédéral de l'économie sur les activités dan- gereuses ou pénibles en cas de grossesse et de maternité) est entrée en vigueur en 2001. Cette loi concerne les employeurs, les médecins traitants, les gynécologues et les travailleuses enceintes et précise comment certains travaux, substances, ou micro- organismes peuvent faire courir un risque potentiel à la mère et à son enfant et comment ces risques doivent être évalués et traités. Le but de l'étude est d'évaluer, par le biais de questionnaires, l'état des connaissances des mesures légales de protection de la maternité au travail en général et plus spécifi- quement de l'OProma, chez 76 femmes enceintes suivies à la consultation d'obstétrique du CHUV (questionnaires administrés en face à face) et chez 87 gynécologues du CHUV et installés en Suisse romande (questionnaire on line). Les objectifs sont : déterminer la prévalence de la connaissance de ces dispositions légales, évaluer les facteurs person- nels pouvant influencer la connaissance de ces dernières, les raisons possibles du manque d'information et les mesures pouvant être prises pour améliorer cet état de fait. Concernant les femmes enceintes, 68% savent qu'il existe des mesures légales et 32% connaissent l'OProma, surtout par le biais de l'employeur et de l'entourage. L'unique facteur personnel significatif influençant la connaissance des mesures légales est le niveau de formation. Concernant les gynécologues, 95% savent qu'il existe des mesures légales et 47% connaissent l'existence de l'ordonnance, surtout dans le cadre de la formation continue. Les facteurs personnels significatifs sont l'âge et leurs années d'expérience pro- fessionnelle. Les deux populations trouvent que le manque d'information provient d'une méconnaissance de ces dispositions légales chez les employeurs. Les gynécologues re- connaissent aussi leurs lacunes et se sentent mal informés. Pour améliorer le manque d'information, les femmes demandent à en être informées par leur gynécologue. Les gy- nécologues désirent plus d'information et de formation sur la thématique. Il en ressort que les deux populations ont une bonne connaissance de l'existence de me- sures légales en général mais l'OProma spécifiquement est peu connue. Les gynécologues la connaissent mieux que les femmes enceintes, ce qui est loin d'être suffisant. Chez les femmes enceintes, le niveau de formation a été choisi dans cette étude comme indica- teur pour la classe sociale. L'appartenance à une classe sociale plus élevée induit une meilleure connaissance des mesures légales et de l'OProma. Chez les gynécologues, les médecins plus âgés et donc plus expérimentés connaissent mieux les mesures légales et l'OProma. Probablement, un médecin avec plus de pratique, la globalité de la patiente avec sa problématique sociale sera mieux prise en considération, en comparaison à un jeune médecin plus focalisé sur les problèmes somatiques. Il y a encore des efforts à faire concernant la formation des gynécologues et des em- ployeurs à propos de ce sujet. En effet, ces derniers se doivent d'assurer à la travailleuse enceinte une grossesse sans danger.

Design Procedures and Field Monitoring of Submerged Barbs for Streambank Protection, June 2007

The main objective of this study was to evaluate the hydraulic performance of riprap spurs and weirs in controlling bank erosion at the Southern part of the Raccoon River upstream U.S. Highway 169 Bridge utilizing the commercially available model FESWMS and field monitoring. It was found based on a 2 year monitoring and numerical modeling that the design of structures was overall successful, including their spacing and stability. The riprap material incorporated into the structures was directly and favorably correlated to the flow transmission through the structure, or in other words, dictated the permeable nature of the structure. It was found that the permeable dikes and weirs chosen in this study created less volume of scour in the vicinity of the structure toes and thus have less risk comparatively to other impermeable structures to collapse. The fact that the structures permitted the transmission of flow through them it allowed fine sand particles to fill in the gaps of the rock interstices and thus cement and better stabilize the structures. During bank-full flows the maximum scour hole was recorded away from the structures toe and the scourhole size was directly related to the protrusion angle of the structure to the flow. It was concluded that the proposed structure inclination with respect to the main flow direction was appropriate since it provides maximum bank protection while creating the largest volume of local scour away from the structure and towards the center of the channel. Furthermore, the lowest potential for bank erosion also occurs with the present set-up design chosen by the IDOT. About 2 ft of new material was deposited in the area located between the structures for the period extending from the construction day to May 2007. Surveys obtained by sonar and the presence of vegetation indicate that new material has been added at the bank toes. Finally, the structures provided higher variability in bed topography forming resting pools, creating flow shade on the leeward side of the structure, and separation of bed substrate due to different flow conditions. Another notable environmental benefit to rock riprap weirs and dikes is the creation of resting pools, especially in year 2007 (2nd year of the project). The magnitude of these benefits to aquatic habitat has been found in the literature that is directly related to the induced scour-hole volume.