Electrochemical Treatment of Wastewaters

Electrocoagulation is a process in which wastewater is treated under electrical current. Coagulant is formed during the process through the metal anode dissolution to respective ions which react with hydroxyl ions released in cathode. These metal hydroxides form complexes with pollutant ions. Pollutants are removed among metal hydroxide precipitates. This study was concentrated on describing chemistry and device structures in which electrochemical treatment operations are based on. Studied pollutants were nitrogen compounds, sulphate, trivalent and pentavalent arsenic, heavy metals, phosphate, fluoride, chloride, and bromide. In experimental part, removal of ammonium, nitrate, and sulphate during electrochemical treatment was studied separately. Main objective of this study was to find suitable metal plate material for ammonium, nitrate, and sulphate removal, respectively. Also other parameters such as pH of solution, concentration of pollutant and sodium chloride, and current density were optimized. According to this study the most suitable material for ammonium and sulphate removal by electrochemical treatment was stainless steel. Respectively, iron was the optimum material for nitrate removal. Rise in the pH of solution at the final stage of electrochemical treatment of ammonium, nitrate, and sulphate was detected. Conductivities of solutions decreased during ammonium removal in electrochemical processes. When nitrate and sulphate were removed electrochemically conductivities of solutions increased. Concentrations of residual metals in electrochemically treated solutions were not significant. Based on this study electrochemical treatment processes are recommended to be used in treatment of industrial wastewaters. Treatment conditions should be optimized for each wastewater matrix.

Serum intact parathyroid hormone levels in cats with chronic kidney disease

Chronic kidney disease (CKD) is frequently observed in cats and it is characterized as a multisystemic illness, caused by several underlying metabolic changes, and secondary renal hyperparathyroidism (SRHPT) is relatively common; usually it is associated with the progression of renal disease and poor prognosis. This study aimed at determining the frequency of SRHPT, and discussing possible mechanisms that could contribute to the development of SRHPT in cats at different stages of CKD through the evaluation of calcium and phosphorus metabolism, as well as acid-base status. Forty owned cats with CKD were included and divided into three groups, according to the stages of the disease, classified according to the International Renal Interest Society (IRIS) as Stage II (n=12), Stage III (n=22) and Stage IV (n=6). Control group was composed of 21 clinically healthy cats. Increased serum intact parathyroid hormone (iPTH) concentrations were observed in most CKD cats in all stages, and mainly in Stage IV, which hyperphosphatemia and ionized hypocalcemia were detected and associated to the cause for the development of SRHPT. In Stages II and III, however, ionized hypercalcemia was noticed suggesting that the development of SRHPT might be associated with other factors, and metabolic acidosis could be involved to the increase of serum ionized calcium. Therefore, causes for the development of SRHPT seem to be multifactorial and they must be further investigated, mainly in the early stages of CKD in cats, as hyperphosphatemia and ionized hypocalcemia could not be the only factors involved.

Potential utilization ways of recovered chemical products from digestate

The study evaluates the potential application of chemical substances, obtained from biogas plants` by-products. Through the anaerobic digestion process with biogas the large amount of digestate is produced. This digestate mainly consists on the organic matter with the high concentration of nutrients such as nitrogen and phosphorus. During ammonia stripping and phosphorus precipitation the products- ammonia water, ammonium sulfate, ammonium nitrate, ferrous phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate and struvite can be recovered. These chemicals have potential application in different industrial sectors. According to Finnish market and chemicals properties, the most perspective industrial applications were determined. Based on the data, obtained through the literature review and market study, the ammonia water was recognized as a most perspective recovered substances. According to interview provided among Finnish companies, ammonia water is used for flue gas treatment in SNCR technology. This application has a large scale in the framework of Finnish industrial sectors. As well nitrogen with phosphorous can be used as a source of nutrients in the biological wastewater treatment plants of paper mills.

Glyphosate drift affects arbuscular mycorrhizal association in coffee

Mycorrhizal association promotes better survival and nutrition of colonized seedling on field, and consequently, increasing of productivity. However, the weed management can interfere on this association, due to incorrect use of glyphosate. This work has assessed the effects of glyphosate drift on the growth and nutrition of arabica coffee plants (Catuaí Vermelho - IAC 99) colonized with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). The experiment was conducted in 2 x 5 factorial scheme, and included inoculated and non-inoculated plants, and five glyphosate subdoses (0.0, 57.6, 115.2, 230.4, and 460.8 g ha-1 of glyphosate), in randomized blocks with five replication. The inoculation was carried during the greenhouse phase of seedlings production with a mixture of Rhizophagus clarus and Gigaspora margarita, and after to transplanting, when the plants had seven pairs of leaves, glyphosate subdoses were applied. The product caused intoxication in up to 60% of non-inoculated and 45% on inoculated plants, when the highest dose of 460.8 g a.e. ha-1 was applied. A negative effect was noted on the growth and phosphorus content of coffee plants, this effect increased depending on glyphosate subdose, but regardless of inoculation. Glyphosate drift reduces the growth and nutrition of plants colonized by species of AMF and native fungi, negatively affecting root colonization of plants treated.

Glyphosate Herbicide Use in Urochloa brizantha Management in Intercropping With Herbicide-Resistant Maize

The success of the intercropping among cultivated species depends on the adoption of practices that provide, in due course, greater competitive ability of a species over another. The objective of this study was to evaluate the use of glyphosate herbicide in the suppression of Brachiaria (signalgrass) intercropped with maize. The experiment was conducted in a randomized complete block design with four replications. The treatments were arranged in a 5 x 2 + 2 factorial arrangement, the first factor corresponding to the doses of glyphosate (48, 96, 144, 240, 480 g ha-1 of the acid equivalent (a.e)) and the second one to the vegetative stages of the signalgrass at the time of application (2 and 4 tillers). Two controls were added to the treatment list, comprising controls without herbicide application and hand removal of the signalgrass. The number of plants, tillers and dry matter of signalgrass was reduced with glyphosate. The increase of the glyphosate doses enhanced the injure to the forage plants, mainly when the compound was sprayed at the two-tiller vegetative stage. The dry matter of maize plants increased proportionally to the glyphosate dose. However, the height of the maize plants was not affected. The grain mass and productivity of maize grain increased with increasing dose of glyphosate. The maize yield was negatively influenced on the untreated control. Glyphosate at 96 and 144 g ha-1, when applied at 2 and 4 tiller stage, respectively, reduces the growth of signalgrass and does not affect the maize grain yield.

Reduction of nitrogen oxide emissions in lime kiln

Different nitrogen oxide removal technologies for rotary lime kiln are studied in this thesis, the main focus being in commercial technologies. Post-combustion methods are investigated in more detail as potential possible NOx removal with combustion methods in rotary lime kiln is more limited or primary methods are already in use. However, secondary methods as NOx scrubber, SNCR or SCR technologies are not listed as the Best Available Technologies defined by European Union. BAT technologies for NOx removal in lime kiln are (1) Optimised combustion and combustion control, (2) Good mixing of fuel and air, (3) Low-NOx burner and (4) Fuel selection/low-N fuel. SNCR method is the most suitable technique for NOx removal in lime kiln when NOx removal from 50 % to 70 % is required in case primary methods are already in use or cannot be applied. In higher removal cases ammonia slip is an issue in SNCR. By using SCR better NOx reduction can be achieved but issues with catalyst materials are expected to arise because of the dust and sulphur dioxide which leads to catalyst poison formation in lower flue gas temperatures. NOx scrubbing has potential when simultaneous NOx and SO2 removal is required. The challenge is that NO cannot be scrubbed directly, but once it is oxidized to NO2 or further scrubbing can be performed as the solubility of NO2 is higher. Commercial installations have not been made regarding SNCR, SCR or NOx scrubbing regarding rotary lime kiln. For SNCR and SCR the closest references come from cement industry.

Cultivation of microalgae Spirulina platensis (Arthrospira platensis) from biological treatment of swine wastewater

The microalgae biomass production from swine wastewater is a possible solution for the environmental impact generated by wastewater discharge into water sources. The biomass can be added to fish feed, which can be used in the formulation of meat products. This work addresses the adaptation of the microalgae Spirulina platensis (Arthrospira platensis) in swine wastewater and the study of the best dilution of the wastewater for maximum biomass production and for removal of Chemical Oxygen Demand (COD), ammonia and phosphorous to the microalgae. The cultivation of Spirulina platensis, strain Paracas presented maximum cellular concentrations and maximum specific growth rates in the wastewater concentration of 5.0 and 8.5%. The highest COD removals occurred with 26.5 and 30.0% of wastewater in the medium. The maximum removal of total phosphorous (41.6%), was with 8.5% of wastewater, which is related to the microalgae growth. The results of Spirulina culture in the swine wastewater demonstrated the possibility of using these microalgae for the COD and phosphorous removal and for biomass production.

Assessment of a five-year survival on hemodialysis in Brazil: a cohort of 3,082 incident patients

Brazil has the third largest contingent of patients on maintenance hemodialysis (HD) worldwide. However, little is known regarding survival rate and predictors of mortality risk in that population, which are the purposes of this study. A total of 3,082 patients incident on HD, from 2000 to 2004, at 25 dialysis facilities distributed among 7 out of 26 states of Brazil were followed-up until 2009. Patients were 52 ± 16 years-old, 57.8% men, and 20.4%, diabetics. The primary outcome was all causes of mortality. Data were censored at five years of follow-up. The global five-year survival rate was 58.2%. In the Cox proportional model, variables associated with risk of death were: age (hazard ratio - HR = 1.44 per decade, p < 0.0001), diabetes (HR = 1.51, p < 0.0001), serum albumin (HR = 0.76 per g/dL, p = 0.001), creatinine (HR = 0.92 per mg/dL, p < 0.0001), and phosphorus (HR = 1.06 per mg/dL, p = 0.04). The present results show that the mortality rate on HD in this Brazilian cohort was relatively low, but the population is younger and with a lower prevalence of diabetes than the ones reported for developed countries.

Mineraalien rikastusprosessin vesijalanjälki

Mineraalien rikastamiseen käytetään useita fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä. Prosessi sisältää malmin hienonnuksen, rikastuksen ja lopuksi vedenpoistamisen rikastelietteestä. Malmin rikastamiseen käytetään muun muassa vaahdotusta, liuotusta, magneettista rikastusta ja tiheyseroihin perustuvia rikastusmenetelmiä. Rikastuslietteestä voidaan poistaa vettä sakeuttamalla ja suodattamalla. Rikastusprosessin ympäristövaikutuksia voidaan arvioida laskemalla tuotteen vesijalanjälki, joka kertoo valmistamiseen kulutetun veden määrän. Tässä kirjallisuustyössä esiteltiin mineraalien käsittelymenetelmiä sekä prosessijätevesien puhdistusmenetelmiä. Kirjallisuuslähteiden pohjalta selvitettiin Pyhäsalmen kaivoksella valmistetun kuparianodin vesijalanjälki sekä esitettiin menetelmiä, joilla prosessiin tarvittavan raakaveden kulutusta voitaisiin vähentää. Pyhäsalmella kuparirikasteesta valmistetun kuparianodin vesijalanjälki on 240 litraa H2O ekvivalenttia tuotettua tonnia kohden. Pyhäsalmen prosessin raakaveden kulutusta voidaan vähentää lisäämällä sisäistä vedenkierrätystä. Kalsiumsulfaatin saostuminen putkiin ja pumppuihin on ilmentynyt ongelmaksi vedenkierrätyksen lisäämisessä. Kalsiumsulfaattia voidaan erottaa vedestä membraaneihin, ioninvaihtoon ja sähkökemiaan perustuvilla tekniikoilla. Vaihtoehdossa, jossa johdetaan kaikista kolmesta vaahdotuksesta saatavat rikastuslietteen ja rikastushiekan sakeutuksien ylitteet sekä suodatuksien suodosvedet samaan vedenkäsittelyyn voidaan kattaa arviolta noin 65 % koko veden tarpeesta. Raakavettä säästetään vuodessa 3,4 Mm^3 ja samalla rikastushiekka-altaiden tarvittava koko pienenee, joka vähentää ympäristöriskejä.

Alloparental care in a solitary bee

Research into the evolutionary origins of sociality in insect colonies is changing emphasis from understanding how eusociality is maintained to how insects transition from solitary to social lifestyles. The pygmy carpenter bees (Ceratina spp.) offer an excellent model for investigating such factors as they have been historically thought of as solitary but have recently been shown to be socially polymorphic, which may indicate that they are currently in a transitive phase. By utilizing behavioural observation and experimental removal protocols, I show that extended parental care, as well as sibling care in Ceratina calcarata plays an important role in offspring development. I found, upon removal of the mother, that specifically produced ‘dwarf’ female offspring take over parental care roles in the nest. The existence of alloparental care and generational overlap suggests that although they are classified as solitary bees, C. calcarata possess the prerequisite behavioural repertoire for sociality.

Valorisation de lisier de porc dans une plantation de saules à croissance rapide

Le but de cette étude est de mieux comprendre l’effet d’une fertilisation en lisier de porc sur la productivité d’une plantation de saule tout en évaluant les risques d’impact négatif sur l’environnement. Nous avons évalué la réponse des plants à des quantités croissantes de lisiers en plus de la comparer à celle d’une fertilisation minérale. Nous avons aussi vérifié l’impact du lisier sur les teneurs nutritionnelles du sol ainsi que sur les concentrations en nitrates et phosphore de la solution du sol. Bien que l’azote du lisier soit moins efficace que celui des engrais minéraux, les résultats de notre étude montrent que le lisier est un bon engrais pour les plantations de saules. En effet, les rendements sur deux ans des parcelles ayant reçu les quantités croissantes de lisier étaient de l’ordre de 30,3 à 32,9 t/ha. Nous avons observé l’augmentation des teneurs en nitrate, cuivre et zinc dans le sol en fonction des apports croissants de lisier. Ces teneurs ont d’ailleurs diminué lors de la deuxième saison de croissance, ce qui pourrait être dû au prélèvement par les saules. Les concentrations printanières des eaux de lysimètres indiquent que la quantité maximale de lisier telle que testée lors de nos essais comporte un certain facteur de risque de lessivage des nitrates. Nous n’avons pas analysé la solution du sol des parcelles fertilisées avec des quantités plus faibles de lisier, mais nous pouvons croire qu’elles auraient induit des concentrations en nitrate comportant moins de risque de lessivage tout en assurant une productivité considérable.

L’assainissement écologique des eaux usées domestiques : scénario d’aménagement type pour les résidences isolées de pays développés nordiques

L’aménagement des systèmes d’assainissement conventionnel des eaux usées domestiques entraine actuellement la déplétion de ressources naturelles et la pollution des milieux récepteurs. L’utilisation d’une approche écosystémique plus globale telle que l’Assainissement Écologique, visant la fermeture du cycle de l’eau et des éléments nutritifs (phosphore et azote), contenus dans les excréments, par leur réutilisation à travers l’agriculture, permettrait d’améliorer de façon écologique cette situation. Toutefois, ce paradigme émergent est peu enseigné aux professionnels de l’aménagement responsables de sa planification, surtout au niveau de son application dans les pays développés nordiques. C’est pourquoi, afin d’améliorer la planification de ce type de système, il faut informer ces derniers des pratiques les plus adéquates à adopter. Pour y arriver, un scénario d’aménagement type a été développé à partir d’une revue exhaustive de la littérature et de l’analyse des données en se basant sur les recommandations de l’approche en fonction du contexte étudié. Ce scénario aidera les professionnels à mieux comprendre l’Assainissement Écologique et son aménagement. Il représente alors un point de départ pour les discussions interdisciplinaires et participatives que celui-ci requiert. En conclusion, il y a encore de nombreux manques d’informations concernant l’utilisation de traitements alternatifs dans les climats nordiques et l’acceptation de ceux-ci par les usagers. De plus, les cadres législatifs demeurent un obstacle considérable à l’aménagement d’un tel système. Cette recherche permet cependant de démystifier l’approche auprès des professionnels et pourrait aider à modifier certains cadres législatifs afin d’y intégrer sa philosophie.

Post orthodontic effects of SARPE on sleep-disordered breathing in young adults as observed in a sleep laboratory

Introduction: L’expansion palatine du maxillaire a beaucoup d’effets positifs sur la respiration et la qualité du sommeil, mais peu d'études ont examiné ces données sur des adultes ayant dépassé l’âge permettant de bénéficier d'une expansion palatine conventionnelle. Le but de cette recherche est d’évaluer la stabilité de l’EPRAC (expansion palatine rapide assistée chirurgicalement) et son effet sur les troubles respiratoires après l’ablation des appareils orthodontiques. Méthodes: Neuf patients (Âge moyen 21, entre 16-39 ans) nécessitant une EPRAC ont passé des nuits dans un laboratoire de sommeil, et ce avant l’EPRAC, après l’EPRAC, et après l’ablation des appareils fixes. Les radiographies céphalométriques postéroantérieures ainsi que les modèles d’étude ont été pris pendant ces trois périodes de temps. Résultats: L’analyse des modèles d’étude a démontré une récidive significative au niveau des distances inter-molaires et inter-canines au niveau du maxillaire seulement. Les analyses céphalométriques ont démontré une récidive au niveau de la largeur maxillaire. Aucun changement important n'a été observé dans les stades de sommeil, mais une réduction importante dans l’index de ronflement a été notée. De plus, il y avait moins de changements entre les stades de sommeil. Conclusions: La récidive squelettique est minime et cliniquement non significative. Par contre, les changements dans les distances intermolaires et intercanines sont cliniquement importants. Il semble également qu'une EPRAC ait un effet positif sur la qualité de sommeil par la réduction de l’indice de ronflement ainsi que sur la diminution des changements entre les stades de sommeil.

Contribution des légumineuses, des champignons endophytes et mycorhiziens dans la nutrition azotée des prairies indigènes semi-arides

Les prairies indigènes présentent une source importante d'alimentation pour le pâturage du bétail dans les prairies Canadiennes semi-arides. L'addition de légumineuses fixatrices d'azote et de phosphore dans les prairies indigènes peut améliorer la productivité et la valeur nutritive de fourrage. Ces pratiques peuvent induire des modifications de la structure et de la diversité des communautés fongiques du sol, ce qui peut en retour avoir un impact sur la production et le contenu nutritionnel du fourrage. L’objectif de cette étude était de développer un système de pâturage à bas niveau d’intrants, productif, autonome et durable. À court terme, nous voulions 1) déterminer l'effet des légumineuses (Medicago sativa, une légumineuse cultivée ou Dalea purpurea, une légumineuse indigène) et la fertilité en phosphore du sol sur la productivité et la valeur nutritive des graminées indigènes, comparées avec celles de la graminée introduite Bromus biebersteinii en mélange avec le M. sativa, 2) identifier l'effet de ces pratiques sur la diversité et la structure des communautés des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) et des champignons totaux, 3) identifier l'effet des légumineuses et des CMA sur les interactions compétitives entre les graminées de saison fraîche et les graminées de saison chaude. Les expériences menées au champ ont montré que M. sativa améliorait les teneurs en azote et en phosphore des graminées indigènes au début de l'été, ainsi que la teneur en azote de la graminée de saison chaude Bouteloua gracilis à la fin de l'été de l'année sèche 2009. Par contre, la fertilité en phosphore du sol n'ait pas affecté la productivité des plantes. D'autre part, l'inclusion des légumineuses augmentait la diversité des CMA dans le mélange de graminées indigènes. Cette modification présentait des corrélations positives avec la productivité et la quantité totale d'azote chez le M. sativa et avec la teneur en phosphore des graminées indigènes, au début de l'été. La structure des communautés de champignons totaux était influencée par l'interaction entre le mélange des espèces et la fertilité en phosphore du sol seulement en 2008 (année humide). Cet effet pourrait être lié en partie avec la productivité des plantes et l'humidité du sol. Les expériences menées en chambre de culture ont montré que les CMA peuvent favoriser la productivité des graminées de saison chaude au détriment des graminées de saison fraîche. En effet, Glomus cubense augmentait la productivité de la graminée de saison chaude B. gracilis, en présence de M. sativa. Cet effet pourrait être associé à l’effet négatif du G. cubense sur la fixation de l’azote par le M. sativa et à la diminution de l’efficacité d’utilisation de l'azote de certaines graminées de saison fraîche résultant en une augmentation de la disponibilité de l'azote pour B. gracilis. Par contre, le Glomus sp. augmentait la biomasse de Schizachyrium scoparium, autre graminée de saison chaude, en absence de légumineuse. Ce phénomène pourrait être attribuable à une amélioration de l’efficacité d’utilisation du P de cette graminée. En conclusion, mes travaux de recherche ont montré que la légumineuse cultivée M. sativa peut améliorer la valeur nutritive des graminées indigènes au début de l'été ainsi que celle de la graminée de saison chaude B. gracilis, dans des conditions de sécheresse sévère de la fin de l'été. De plus, l'addition de M. sativa dans le mélange de graminées indigènes peut contribuer à augmenter le nombre des espèces bénéfiques des CMA pour la production et la nutrition du fourrage au début de l'été.

Coral Reef Ecosystem of Lakshadweep Archipelago –A Biogeochemical Facsimile

The present study focuses on the biochemical aspects of six islands belonging to Lakshadweep Archipelago – namely Kavaratti, Kadamath, Kiltan, Androth, Agathy and Minicoy. Lakshadweep, which is an area biologically significant due to isolation from the major coastline, remains as one of the least studied areas in Indian Ocean. The work, processed out the distributional pattern of trace metals among the biotic (corols, sea weeds and sea grass) and abiotic component (sediments) of ecosystem. An effort is made to picturise the spatial distribution pattern of different forms of nitrogen and phosphorus in the various sedimentary environments of the study area. Studies on the biogeochemical and nutrient aspects of the concerned study area scanty. In Lakshadweep, the local life is very dependent on reefs and its resources. The important stress which produce a threatening effort on the existence for coral reefs are anthropogenic-namely-organic and inorganic pollution from sewage, agricultural and industrial waters, sediment damage from excessive land cleaning, and over exploitation particularly through destructive fishing methods. In addition these one other more localized or less service anthropogenic stress: pollution by oil and other hydrocarbons, complex organic molecular and heavy metal pollution, and destructive engineering practices.