Dye adsorption onto mesoporous materials: PH influence, kinetics and equilibrium in buffered and saline media

Mesoporous materials were used as adsorbents for dye removal in different media: non-ionic, buffered and saline. The mesoporous materials used were commercial (silica gel) as well as as-synthesised materials (SBA-15 and a novel mesoporous carbon). Dye adsorption onto all the materials was very fast and the equilibrium was reached before 1h. The pH has a significant influence on the adsorption capacity for the siliceous materials since the electrostatic interactions are the driving forces. However, the influence of the pH on the adsorption capacity of the carbonaceous material was lower, since the van der Waals interactions are the driving forces. The ionic strength has a great impact on the siliceous materials adsorption capacity, being their adsorption capacity in a buffered medium six times higher than the corresponding to a non-ionic medium. Nevertheless, ionic strength does not influence on the dye adsorption on the mesoporous carbon. Overall, the as-synthesised carbon material presents a clear potential to treat dye effluents, showing high adsorption capacity (q_e≈200mg/g) in all the pH range studied (from 3 to 11); even at low concentrations (C_e≈10mg/L) and at short contact times (t_e<30min).

Combination aerosol therapy to treat Burkholderia cepacia complex

Burkholderia cepacia infection in cystic fibrosis (CF) patients is associated with significant morbidity and mortality, yet no definitive treatment is currently available. This report describes a new approach to treat B. cepacia infection in CF patients, using a combination of amiloride and tobramycin aerosols. Four adults with the typical clinical syndrome of CF were recruited after repeated positive sputum cultures for B. cepacia. Aerosols of amiloride and tobramycin were given three times daily for 1-6 months, and repeated sputum cultures were collected to assess efficacy. Three of the four patients treated with the combined therapy eradicated B. cepacia from their sputum cultures for at least 2 yrs, and there were no adverse events. This novel combination may provide a new therapeutic option for Burkholderia cepacia infections. Furthermore, the strategy of combining antibiotics with ion transport agents may have ramifications for the treatment of other multi-resistant organisms.

Air pollutant contamination and acidification of surface waters in the North York Moors, UK: Multi-proxy evidence from the sediments of a moorland pool

Despite the extensive geographical range of palaeolimnological studies designed to assess the extent of surface water acidification in the United Kingdom during the 1980s, little attention was paid to the status of surface waters in the North York Moors (NYM). In this paper, we present sediment core data from a moorland pool in the NYM that provide a record of air pollution contamination and surface water acidification. The 41-cm-long core was divided into three lithostratigraphic units. The lower two comprise peaty soils and peats, respectively, that date to between approximately 8080 and 6740 cal. BP. The uppermost unit comprises peaty lake muds dating from between approximately ad 1790 and the present day (ad 2006). The lower two units contain pollen dominated by forest taxa, whereas the uppermost unit contains pollen indicative of open landscape conditions similar to those of the present. Heavy metal, spheroidal carbonaceous particle, mineral magnetics and stable isotope analysis of the upper sediments show clear evidence of contamination by air pollutants derived from fossil-fuel combustion over the last c. 150years, and diatom analysis indicates that the naturally acidic pool became more acidic during the 20th century. We conclude that the exceptionally acidic surface waters of the pool at present (pH=c. 4.1) are the result of a long history of air pollution and not because of naturally acidic local conditions. We argue that the highly acidic surface waters elsewhere in the NYM are similarly acidified and that the lack of evidence of significant recovery from acidification, despite major reductions in the emissions of acidic gases that have taken place over the last c. 30years, indicates the continuing influence of pollutant sulphur stored in catchment peats, a legacy of over 150years of acid deposition.

14C as a tool to trace terrestrial carbon in a complex lake system: implications for foodweb structure and carbon cycling

Carbon and nitrogen stable isotope analysis (SIA) has identified the terrestrial subsidy of freshwater food-webs but relies on different 13C fractionation in aquatic and terrestrial primary producers. However dissolved inorganic carbon (DIC) is partly comprised of 13C depleted respiration of terrestrial C and ‘old’ C derived from weathering of catchment geology. SIA thus fails to differentiate between the contribution of old and recently fixed terrestrial C. DIC in alkaline lakes is partially derived from weathering of 14C-free carbonaceous bedrock This
yields an artificial age offset leading samples to appear significantly older than their actual age. As such, 14C can be used as a biomarker to identify the proportion of autochthonous C in the food-web. With terrestrial C inputs likely to increase, the origin and utilisation of ‘old’ or ‘recent’ allochthonous C in the food-web can also be determined. Stable isotopes and 14C were measured for biota, particulate organic matter (POM), DIC and dissolved organic carbon (DOC) from Lough Erne, Northern Ireland, a humic but alkaline lake. High winter δ15N values in calanoid zooplankton (δ15N =24‰) relative to phytoplankton and POM (δ15N =6‰ and 12‰ respectively) may reflect several microbial trophic levels between terrestrial C and calanoids. Furthermore winter calanoid 14C ages are consistent with DOC from inflowing rivers (87 and 75 years BP respectively) but not phytoplankton (355 years BP). Summer calanoid δ13N, δ15N and 14C (312 years BP) indicate greater reliance on phytoplankton. There is also temporal and spatial variation in DIC, DOC and POM C isotopes.

14C as a tool to trace terrestrial carbon in a complex lake system: implications for food-web structure and carbon cycling

Globally lakes bury and remineralise significant quantities of terrestrial C, and the associated flux of terrestrial C strongly influences their functioning. Changing deposition chemistry, land use and climate induced impacts on hydrology will affect soil biogeochemistry and terrestrial C export¹ and hence lake ecology with potential feedbacks for regional and global C cycling. C and nitrogen stable isotope analysis (SIA) has identified the terrestrial subsidy of freshwater food webs. The approach relies on different ¹³C fractionation in aquatic and terrestrial primary producers, but also that inorganic C demands of aquatic primary producers are partly met by ¹³C depleted C from respiration of terrestrial C, and ‘old’ C derived from weathering of catchment geology. SIA thus fails to differentiate between the contributions of old and recently fixed terrestrial C. Natural abundance ¹⁴C can be used as an additional biomarker to untangle riverine food webs² where aquatic and terrestrial δ ¹³C overlap, but may also be valuable for examining the age and origin of C in the lake. Primary production in lakes is based on dissolved inorganic C (DIC). DIC in alkaline lakes is partially derived from weathering of carbonaceous bedrock, a proportion of which is¹⁴C-free. The low ¹⁴C activity yields an artificial age offset leading samples to appear hundreds to thousands of years older than their actual age. As such, ¹⁴C can be used to identify the proportion of autochthonous C in the food-web. With terrestrial C inputs likely to increase, the origin and utilisation of ‘fossil’ or ‘recent’ allochthonous C in the food-web can also be determined. Stable isotopes and 14C were measured for biota, particulate organic matter (POM), DIC and dissolved organic carbon (DOC) from Lough Erne, Northern Ireland, a humic alkaline lake. Temporal and spatial variation was evident in DIC, DOC and POM C isotopes with implications for the fluctuation in terrestrial export processes. Ramped pyrolysis of lake surface sediment indicates the burial of two C components. ¹⁴C activity (507 ± 30 BP) of sediment combusted at 400˚C was consistent with algal values and younger than bulk sediment values (1097 ± 30 BP). The sample was subsequently combusted at 850˚C, yielding 14C values (1471 ± 30 BP) older than the bulk sediment age, suggesting that fossil terrestrial carbon is also buried in the sediment. Stable isotopes in the food web indicate that terrestrial organic C is also utilised by lake organisms. High winter δ ¹⁵N values in calanoid zooplankton (δ ¹⁵N = 24%¸) relative to phytoplankton and POM (δ ¹⁵N = 6h and 12h respectively) may reflect several microbial trophic levels between terrestrial C and calanoids. Furthermore winter calanoid 14C ages are consistent with DOC from an inflowing river (75 ± 24 BP), not phytoplankton (367 ± 70 BP). Summer calanoid δ ^13C, δ ¹⁵N and ¹⁴C (345 ± 80 BP) indicate greater reliance on phytoplankton.

¹ Monteith, D.T et al., (2007) Dissolved organic carbon trends resulting from changes in atmospheric deposition chemistry. Nature, 450:537-535

² Caraco, N., et al.,(2010) Millennial-aged organic carbon subsidies to a modern river food web. Ecology,91: 2385-2393.

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.

Characterisation of gas and particle emissions from wildfires

Os incêndios florestais são uma importante fonte de emissão de compostos gasosos e de aerossóis. Em Portugal, onde a maioria dos incêndios ocorre no norte e centro do país, os incêndios destroem todos os anos milhares de hectares, com importantes perdas em termos económicos, de vidas humanas e qualidade ambiental. As emissões podem alterar consideravelmente a química da atmosfera, degradar a qualidade do ar e alterar o clima. Contudo, a informação sobre as caraterísticas das emissões dos incêndios florestais nos países do Mediterrâneo é limitada. Tanto a nível nacional como internacional, existe um interesse crescente na elaboração de inventários de emissões e de regulamentos sobre as emissões de carbono para a atmosfera. Do ponto de vista atmosférico da monitorização atmosférica, os incêndios são considerados um desafio, dada a sua variabilidade temporal e espacial, sendo de esperar um aumento da sua frequência, dimensão e severidade, e também porque as estimativas de emissões dependem das caraterísticas dos biocombustíveis e da fase de combustão. O objetivo deste estudo foi quantificar e caraterizar as emissões de gases e aerossóis de alguns dos mais representativos incêndios florestais que ocorreram no centro de Portugal nos verões de 2009 e de 2010. Efetuou-se a colheita de amostras de gases e de duas frações de partículas (PM2.5 e PM2.5-10) nas plumas de fumo em sacos Tedlar e em filtros de quartzo acoplados a um amostrador de elevado volume, respetivamente. Os hidrocarbonetos totais (THC) e óxidos de carbono (CO e CO2) nas amostras gasosas foram analisados em instrumentos automáticos de ionização de chama e detetores não dispersivos de infravermelhos, respetivamente. Para algumas amostras, foram também quantificados alguns compostos de carbonilo após reamostragem do gás dos sacos Tedlar em cartuchos de sílica gel revestidos com 2,4-dinitrofenilhidrazina (DNPH), seguida de análise por cromatografia líquida de alta resolução. Nas partículas, analisou-se o carbono orgânico e elementar (técnica termo-óptica), iões solúveis em água (cromatografia iónica) e elementos (espectrometria de massa com plasma acoplado por indução ou análise instrumental por ativação com neutrões). A especiação orgânica foi obtida por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa após extração com recurso a vários solventes e separação dos extratos orgânicos em diversas classes de diferentes polaridades através do fracionamento com sílica gel. Os fatores de emissão do CO e do CO2 situaram-se nas gamas 52-482 e 822-1690 g kg-1 (base seca), mostrando, respetivamente, correlação negativa e positiva com a eficiência de combustão. Os fatores de emissão dos THC apresentaram valores mais elevados durante a fase de combustão latente sem chama, oscilando entre 0.33 e 334 g kg-1 (base seca). O composto orgânico volátil oxigenado mais abundante foi o acetaldeído com fatores de emissão que variaram desde 1.0 até 3.2 g kg-1 (base seca), seguido pelo formaldeído e o propionaldeído. Observou-se que as emissões destes compostos são promovidas durante a fase de combustão latente sem chama. Os fatores de emissão de PM2.5 e PM10 registaram valores entre 0.50-68 e 0.86-72 g kg-1 (base seca), respetivamente. A emissão de partículas finas e grosseiras é também promovida em condições de combustão lenta. As PM2.5 representaram cerca de 90% da massa de partículas PM10. A fração carbonosa das partículas amostradas em qualquer dos incêndios foi claramente dominada pelo carbono orgânico. Foi obtida uma ampla gama de rácios entre o carbono orgânico e o carbono elementar, dependendo das condições de combustão. Contudo, todos os rácios refletiram uma maior proporção de carbono orgânico em relação ao carbono elementar, típica das emissões de queima de biomassa. Os iões solúveis em água obtidos nas partículas da pluma de fumo contribuíram com valores até 3.9% da massa de partículas PM2.5 e 2.8% da massa de partículas de PM2.5-10. O potássio contribuiu com valores até 15 g mg-1 PM2.5 e 22 g mg-1 PM2.5-10, embora em massa absoluta estivesse maioritariamente presente nas partículas finas. Os rácios entre potássio e carbono elementar e entre potássio e carbono orgânico obtidos nas partículas da pluma de fumo enquadram-se na gama de valores relatados na literatura para emissões de queima de biomassa. Os elementos detetados nas amostras representaram, em média, valores até 1.2% e 12% da massa de PM2.5 e PM2.5-10, respetivamente. Partículas resultantes de uma combustão mais completa (valores elevados de CO2 e baixos de CO) foram caraterizadas por um elevado teor de constituintes inorgânicos e um menor conteúdo de matéria orgânica. Observou-se que a matéria orgânica particulada é composta principalmente por componentes fenólicos e produtos derivados, séries de compostos homólogos (alcanos, alcenos, ácidos alcanóicos e alcanóis), açúcares, biomarcadores esteróides e terpenóides, e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. O reteno, um biomarcador das emissões da queima de coníferas, foi o hidrocarboneto aromático dominante nas amostras das plumas de fumo amostradas durante a campanha que decorreu em 2009, devido ao predomínio de amostras colhidas em incêndios em florestas de pinheiros. O principal açúcar anidro, e sempre um dos compostos mais abundantes, foi o levoglucosano. O rácio levoglucosano/OC obtido nas partículas das plumas de fumo, em média, registaram valores desde 5.8 a 23 mg g-1 OC. Os rácios levoglucosano/manosano e levoglucosano/(manosano+galactosano) revelaram o predomínio de amostras provenientes da queima de coníferas. Tendo em conta que a estimativa das emissões dos incêndios florestais requer um conhecimento de fatores de emissão apropriados para cada biocombustível, a base de dados abrangente obtida neste estudo é potencialmente útil para atualizar os inventários de emissões. Tem vindo a ser observado que a fase de combustão latente sem chama, a qual pode ocorrer simultaneamente com a fase de chama e durar várias horas ou dias, pode contribuir para uma quantidade considerável de poluentes atmosféricos, pelo que os fatores de emissão correspondentes devem ser considerados no cálculo das emissões globais de incêndios florestais. Devido à falta de informação detalhada sobre perfis químicos de emissão, a base de dados obtida neste estudo pode também ser útil para a aplicação de modelos no recetor no sul da Europa.

Distribuição por tamanhos do aerosol atmosférico na Península Ibérica

Um dos principais fatores que afetam negativamente a qualidade do ambiente em muitas cidades em todo o mundo é o material particulado (PM). A sua presença na atmosfera pode ter impactos negativos na saúde humana, clima, património edificado e ecossistemas. Muitos dos estudos realizados em áreas urbanas focam apenas as frações respiráveis (PM10 e PM2,5). No entanto, os processos de formação, a identificação das fontes emissoras e os efeitos dependem muito da distribuição granulométrica das partículas. A atenção tem recaído na análise de hidrocarbonetos poliaromáticos (PAHs), devida à sua carcinogenicidade e a informação disponível sobre outros compostos é escassa. O presente estudo consistiu na obtenção do PM distribuído por diferentes frações de tamanho e na análise detalhada da sua composição química, em dois locais urbanos da Península Ibérica (Madrid e Lisboa). Dado que os veículos representam uma das principais fontes emissoras em ambientes urbanos, efetuou-se uma caracterização mais detalhada deste tipo de emissões, conduzindo uma campanha de amostragem num túnel rodoviário (Marquês de Pombal, Lisboa). As amostragens, em ambas as cidades, decorreram durante um mês, quer no verão quer no inverno, em dois locais urbanos distintos, um junto a uma via com influência de tráfego e outro numa área urbana de fundo. No túnel a amostragem foi realizada apenas durante uma semana. Em Madrid e no túnel, o PM foi recolhido utilizando um amostrador de elevado volume com impactor em cascata com quatro tamanhos: 10-2,5, 2,5-0,95, 0,95-0,49 e < 0,49 μm. Em Lisboa, foi utilizado um impactor em cascata com apenas dois tamanhos, 10- 2,5 e < 2,5 μm. As amostras foram quimicamente analisadas e determinadas as concentrações de compostos carbonados (OC, EC e carbonatos), iões inorgânicos solúveis em água (Cl−, NO3−, SO42−, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+),metais e compostos orgânicos. Em Madrid, as concentrações médias de PM10 foram 44 e 48% maiores nas amostras recolhidas junto à estrada do que as de fundo urbano no verão e inverno, respetivamente. A fração grosseira e o PM0,5 apresentaram concentrações mais elevadas no verão do que no inverno devido às condições climatéricas pouco usuais. No verão, as amostragens decorreram num mês em que as temperaturas foram muito elevadas e em que ocorreram vários episódios de intrusão de poeira africana. Durante o período de amostragem de inverno, as temperaturas foram muito baixas e registaram-se vários dias de precipitação quer sob a forma de chuva, quer sob a forma de neve. As situações meteorológicas sinóticas mais comuns, incluindo aquelas que causam o transporte de massas de ar com poeiras Africanas, foram identificadas em ambas as estações do ano. As concentrações mássicas de PM10, EC e OC foram encontrados predominantemente na fração de tamanho ultrafino em ambos os locais de amostragem e estações do ano. Nas restantes frações não se observou nenhuma tendência sazonal. O carbono orgânico secundário (SOC) mostrou um claro padrão sazonal, com concentrações muito mais elevadas no verão do que no inverno, em ambos os lugares. A partir do balanço mássico de iões, observou-se que, no verão, a formação de compostos inorgânicos secundários (SIC) conduziu a um enriquecimento pouco comum de Ca2+ na fração submicrométrica, quer nas amostras de tráfego, quer em fundo urbano. Os alcanos, PAHs, os álcoois e os ácidos foram as classes de compostos orgânicos identificados e quantificados no material particulado. Globalmente, representaram 0,26 e 0,11 μg m−3 no verão e inverno, respetivamente, no local de tráfego e 0,28 e 0,035 μg m−3 na área urbana de fundo. Os diferentes compostos orgânicos também apresentaram padrões sazonais, sugerindo fontes de emissão (e.g. escapes dos veículos e fontes biogénicas) ou processos de formação com contribuições variáveis ao longo do ano. As concentrações de benzoapireno equivalente foram menores que 1 ng m-3 e o risco carcinogénico estimado é baixo. No verão, os maiores enriquecimentos de metais ocorreram na fração submicrométrica, e no inverno na fração grosseira. No verão, os enriquecimentos foram ≥ 80% para o Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Sb e Co, no inverno, estes traçadores de emissões do tráfego foram menores, exceto para o Zn. Em Lisboa, a concentração média de PM10 foi de 48 μg m-3 no verão e de 44 μg m-3 no inverno, junto à estrada. Na área de fundo urbano, registaram-se níveis comparáveis nas duas estações (27 μg m-3 e 26 μg m-3). A média do rácio PM2,5/PM10 foi de 65% no verão e 44% no inverno na área de tráfego e 62% e 59% na área urbana de fundo. Estes resultados significam que o PM2,5 é um dos principais contaminantes que afetam a qualidade do ar no centro da cidade de Lisboa. A relação OC/EC, que reflete a composição das emissões de combustão dos veículos, variou entre 0,3 e 0,4 no interior do túnel. Os rácios de OC/EC mínimos obtidos junto às vias de tráfego em Madrid e em Lisboa encontram-se entre os do túnel e os registados em atmosferas urbanas de fundo, sugerindo que os valores mínimos habitualmente obtidos para este parâmetro em ambientes urbanos abertos sobrestimam as emissões diretas de OC pelo transporte rodoviário. Espera-se que os resultados deste trabalho contribuam para suprir, pelo menos em parte, as lacunas de informação quer sobre a composição de várias granulometrias de PM, quer sobre fontes e processos de formação em atmosferas urbanas. Como a exposição a poluentes do ar ultrapassa o controle dos indivíduos e exige ação das autoridades públicas a nível nacional, regional e até mesmo internacional, é importante propor medidas mitigadoras focadas nas principais fontes de emissão identificadas.

Application of the WRF-Chem Model for a High Ozone Episode in SW Poland – Preliminary Results

The Weather Research and Forecasting model, integrated online with chemistry module, is a multi-scale model suitable for both research and operational forecasts of meteorology and air quality. It is used by many institutions for a variety of applications. In this study, the WRF v3.5 with chemistry (WRF-Chem) is applied to the area of Poland, for a period of 3-20 July 2006, when high concentrations of ground level ozone were observed. The meteorological and chemistry simulations were initiated with ERA-Interim reanalysis and TNO MACC II emissions database, respectively. The model physical parameterization includes RRTM shortwave radiation, Kain-Fritsch cumulus scheme, Purdue Lin microphysics and ACM2 PBL, established previously as the optimal configuration. Chemical mechanism used for the study was RADM2 with MADE/SORGAM aerosols. Simulations were performed for three one-way nested domains covering Europe (36 km x 36 km), Central Europe (12 km x 12 km) and Poland (4 km x 4 km). The results from the innermost domain were analyzed and compared to measurements of ozone concentration at three stations in different environments. The results show underestimation of observed values and daily amplitude of ozone concentrations.

Aerosol-Radiation Feedback and PM10 Air Concentrations Over Poland

We have implemented the WRF-Chem model version 3.5 over Poland to quantify the direct and indirect feedback effects of aerosols on simulated meteorology and aerosol concentrations. Observations were compared with results from three simulations at high spatial resolutions of 5 × 5 km: (1) BASE—without any aerosol feedback effects; (2) DIR—with direct aerosol-radiative effects (3) INDIR—with direct and indirect aerosol-radiative effects. We study the overall effect during January 2011 as well as selected episodes of the highest differences in PM10 concentrations between the three simulations. For the DIR simulation, the decrease in monthly mean incoming solar radiation (SWDOWN) appears for the entire study area. It changes geographically, from about −8.0 to −2.0 W m−2, respectively for the southern and northern parts of the country. The highest changes do not correspond to the highest PM10 concentration. Due to the solar radiation changes, the surface mean monthly temperature (T2) decreases for 96 % of the area of Poland, but not more than 1.0 °C. Monthly mean PBLH changes by more than ±5 m for 53 % of the domain. Locally the differences in PBLH between the DIR and BASE are higher than ± 20 m. Due to the direct effect, for 84 % of the domain, the mean monthly PM10 concentrations increase by up to 1.9 µg m−3. For the INDIR simulation the spatial distribution of changes in incoming solar radiation as well as air temperature is similar to the DIR simulation. The decrease of SWDOWN is noticed for the entire domain and for 23 % of the domain is higher than −5.0 W m−2. The absolute differences of PBLH are slightly higher for INDIR than DIR but similarly distributed spatially. For daily episodes, the differences between the simulations are higher, both for meteorology and PM10 concentrations, and the pattern of changes is usually more complex. The results indicate the potential importance of the aerosol feedback effects on modelled meteorology and PM10 concentrations.

Future Air Quality Related Health Effects in Europe and the Nordic Region—Sensitivity to Changes in Climate, Anthropogenic Emissions, Demography and Building Stock

Future changes in population exposures to ambient air pollution are inherently linked with long-term trends in outdoor air quality, but also with changes in the building stock. Moreover, the burden of disease is further driven by the ageing of the European populations. This study aims to assess the impact of changes in climate, emissions, building stocks and population on air pollution related human health impacts across Europe in the future. Therefore an integrated assessment model combining atmospheric models and health impacts has been setup for projections of the future developments in air pollution related premature mortality. The focus is here on the regional scale impacts of exposure to surface ozone (O3), Secondary Inorganic Aerosols (SIA) and primary particulate matter (PPM).

Nanoporous carbons from sisal residues and their application in hybrid TiO2/carbon photocatalysts for the removal and degradation of phenol in solution

Tese de doutoramento, Química (Química Tecnológica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Mudanças climáticas nas regiões insulares

Tese de Doutoramento, Física, 27 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.

Eletrólise da água para produção de gás de síntese

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica Ramo de Processos Químicos

Legionella em meio hospitalar : qual a eficácia dos programas de prevenção nos hospitais da Região de Lisboa e Vale do Tejo : manutenção, limpeza e desinfeção de sistemas e

RESUMO - A legionella em meio hospitalar tem sido alvo de preocupação e de várias discussões, sendo esta uma bactéria patogénica que coloniza vários tipos de ambientes aquáticos (naturais e artificiais). Estas bactérias têm a particularidade de se desenvolver em meio aquático mas a infeção apenas é transmitida através de aerossóis de água contaminada, ou seja, por via aérea. Não se transmitindo de pessoa para pessoa. Pelas suas características os sistemas de arrefecimento de ar, nomeadamente as torres de arrefecimento, condensadores evaporativos, humidificadores e sistemas de ar condicionado, são fontes importantes de disseminação da legionella. Assim surge a necessidade da existência de programas de prevenção, que deverão ter em conta uma adequada manutenção, limpeza e desinfeção. Dada a quantidade de frequentadores assim como da especificidade dos mesmos, em meio hospitalar é particularmente importante a eficácia destes sistemas. Ou seja, os sistemas de arrefecimento em hospitais devem, para além de garantir o conforto térmico, ser responsáveis por manter a qualidade do ar e reduzir os riscos existentes a ele associados. O presente estudo pretende conhecer a verdadeira eficácia dos programas de manutenção e vigilância da Legionella, apenas nos sistemas de arrefecimento. Trata-se então de um estudo exploratório, descritivo recolha desta informação in-loco dos sistemas em estudo, de X hospitais da cidade de Lisboa. Na metodologia serão utilizadas grelhas de observação e resultados de colheita de água dos locais de maior risco. A realização deste estudo visa obter um retrato do panorama existente e contribuir para o início de novos estudos epidemiológicos.