Experimentos didáticos envolvendo radiação microondas

Theoretical and practical aspects of the use of microwave-assisted strategies in chemistry are introduced for students using simple and safe experiments employing a domestic oven. Three procedures are proposed for evaluating the distribution of microwave radiation inside the microwave oven cavity: (1) variation of the volume of marshmallows; (2) drying of filter paper wetted with Co(II) solution, and (3) variation of water temperature, after microwave-assisted heating. These experiments establish the position with the highest incidence of microwave radiation in the oven cavity, which was chosen for the synthesis of salicylic acid acetate. This synthesis was performed in 5 min of heating and the yield was around 85%. All experiments can be carried out in a 4 h lab-session using low-cost instrumentation.

Modelling nitrogen and phosphorus loads in a Mediterranean river catchment (La Tordera, NE Spain)

Human activities have resulted in increased nutrient levels in many rivers all over Europe. Sustainable management of river basins demands an assessment of the causes and consequences of human alteration of nutrient flows, together with an evaluation of management options. In the context of an integrated and interdisciplinary environmental assessment (IEA) of nutrient flows, we present and discuss the application of the nutrient emission model MONERIS (MOdelling Nutrient Emissions into River Systems) to the Catalan river basin, La Tordera (north-east Spain), for the period 1996–2002. After a successful calibration and verification process (Nash-Sutcliffe efficiencies E=0.85 for phosphorus and E=0.86 for nitrogen), the application of the model MONERIS proved to be useful in estimating nutrient loads. Crucial for model calibration, in-stream retention was estimated to be about 50 % of nutrient emissions on an annual basis. Through this process, we identified the importance of point sources for phosphorus emissions (about 94% for 1996–2002), and diffuse sources, especially inputs via groundwater, for nitrogen emissions (about 31% for 1996–2002). Despite hurdles related to model structure, observed loads, and input data encountered during the modelling process, MONERIS provided a good representation of the major interannual and spatial patterns in nutrient emissions. An analysis of the model uncertainty and sensitivity to input data indicates that the model MONERIS, even in data-starved Mediterranean catchments, may be profitably used by water managers for evaluating quantitative nutrient emission scenarios for the purpose of managing river basins. As an example of scenario modelling, an analysis of the changes in nutrient emissions through two different future scenarios allowed the identification of a set of relevant measures to reduce nutrient loads.

Impacto ambiental previsto en la explotación de gravas en la zona de concurso medio del riu Fluvià (Girona)

The main environmental impacts related to the gravel pits in the medium course of the Fluvià river have been assessed. In order to compute the global impact and index based on the numerical values of different impacts has been defined. This index is applied to different areas and the results reveal that the environmental impact expected for a gravel pit is high or moderate close to the main streams and low in the rest of the territory

Is Microtox R toxicity related to potentially harmful algae proliferation in Mediterranean salt marshes?

Mediterranean salt marshes are ecosystems that are highly influenced by sea changes and freshwater inputs from runoff. In these ecosystems, toxic and non-toxic algae blooms often produce large and unpredictable biomasses of phytoplankton. The Microtox R test has been described as a successful, quick method for detecting toxicity in various phytoplankton taxa. Ourstudy sought to test the efficiency of Microtox R in detecting toxic HAB in Mediterranean salt marshes. The results showed that the Microtox R test was able to detect toxic substances in the particulate matter of several lagoons in the Empordà salt marshes. This Microtox R toxicity coincided with periods when potentially harmful cyanobacteria, dinoflagellates andhaptophytes had a high biomass. The results suggest that potentially harmful phytoplankton cannot be ruled out as a source of Microtox R

Analysis of the tensile modulus of polypropylene composites reinforced with stone groundwood fibers

One of the most relevant properties of composite materials to be considered is stiffness. Fiberglass has been used traditionally as a fibrous reinforcing element when stiff materials are required. However, natural fibers are been exploited as replacements for synthetic fibers to satisfy environmental concerns. Among the different natural fibers, wood fibers show the combination of relatively high aspect ratio, good specific stiffness and strength, low density, low cost, and less variability than other natural fibers of such those from annual crops. In this work, composites from polypropylene and stone groundwood fibers from softwood were prepared and mechanically characterized under tensile loads. The Young’s moduli of the ensuing composites were analyzed and their micromechanics aspects evaluated. The reinforcing effect of stone groundwood fibers was compared to that of conventional reinforcement such fiberglass. The Halpin-Tsai model with the modification proposed by Tsai-Pagano accounted fairly for the behavior of PP composites reinforced with stone groundwood fibers. It was also demonstrated that the aspect ratio of the reinforcement plays a role in the Young’s modulus of injection molded specimens

A novel method for fast enrichment and monitoring of hexavalent and trivalent chromium at the ppt level with modified silica MCM-41 and its determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometry

Chromium(III) at the ng L-1 level was extracted using partially silylated MCM-41 modified by a tetraazamacrocyclic compound (TAMC) and determined by inductively coupled plasma optical emision spectrometry (ICP OES). The extraction time and efficiency, pH and flow rate, type and minimum amount of stripping acid, and break- through volume were investigated. The method's enrichment factor and detection limit are 300 and 45.5 pg mL-1, respectively. The maximum capacity of the 10 mg of modified silylated MCM-41 was found to be 400.5±4.7 µg for Cr(III). The method was applied to the determination of Cr(III) and Cr(VI) in the wastewater of the chromium electroplating industry and in environmental and biological samples (black tea, hot and black pepper).

Tarkkuuselektroniikkatuotteen elinkaariarviointi tuotesuunnittelun tueksi

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia tarkkuuselektroniikkatuotteen ympäristönäkökohtia elinkaariarvioinnin avulla. Työn osana tehtiin elinkaariarviointi (LCA) kahdelle tarkkuuselektroniikkatuotteelle. LCA:ssa keskityttiin elinkaaren kehdosta-asiakkaalle-vaiheisiin. Työn tavoitteena oli tuottaa määrällistä ja laadullista tietoa valittujen tuotteiden ympäristövaikutuksista. Selvitys tehtiin yrityksen tuotesuunnittelun tueksi. LCA:n inventaarioanalyysiin kerättiin prosessikohtaista tietoa selvityksen aikana. Myös kaupallista LCA-ohjelmaa ja sen tarjoamia tietopankkeja hyödynnettiin elinkaariarvioinnin toteuttamisessa. Teoriaosassa esitellään LCA-menetelmä. Lisäksi tarkastellaan elinkaariarviointiin liittyviä tuotekohtaisia ympäristökysymyksiä. Työssä eritellään myös yleisesti tarkkuuselektroniikkatuotteen eri osien elinkaareen vaiheita ja niihin liittyviä ympäristönäkökohtia. Kokeellisessa osassa kuvataan kahdelle tuotteelle tehtyä LCA-tapaustutkimusta. Elinkaariarvioinnin inventaariotiedon lähteet kuvataan. Inventaarioanalyysin ja vaikutusarvioinnin avulla tuodaan esille tuotteiden ympäristökuormaan merkittävimmin vaikuttavat prosessit ja elinkaaren vaiheet. Lisäksi tarkastellaan miten tapaustuotteiden ympäristökuormaa voitaisiin pienentää kahden esimerkin avulla. Lopuksi annetaan suosituksia jatkotoimenpiteistä tuotesuunnitteluun ja tiedonkeruuseen.

Supporting older people’s independent living at home through social and health care collaboration

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin ikäihmisten kotona asumista sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistyön näkökulmasta. Tutkimuksen tarkoituksena oli lisätä ymmärrystä iäkkäiden kotihoidon asiakkaiden voimavaroista arjesta selviytymisen näkökulmasta, ja tutkia miten asiakkaiden hoito sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistyönä toteutuu. Tutkimus oli poikkileikkaustutkimus, jossa sovellettiin kuvailevaa ja vertailevaa tutkimusasetelmaa. Tutkimusaineisto kerättiin yhden länsisuomalaisen kunnan kotihoidon asiakkailta (≥65 v.) ja heitä hoitavilta ammattihenkilöiltä. Kotihoidon 21 iäkästä asiakasta kuvasivat omia voimavarojaan arjesta selviytymisen näkökulmasta sekä kokemuksiaan hoidon toteutumisesta ammattihenkilöiden yhteistyönä. Aineisto kerättiin avoimella haastattelulla ja analysoitiin sisällön analyysillä. Lisäksi 25 kotihoidon ammattihenkilöä: 13 kotipalvelun työntekijää, 11 kotisairaanhoitajaa ja lääkäri kuvasivat kokemuksiaan iäkkään asiakkaan hoidon toteutumisesta ammattihenkilöiden yhteistyönä. Aineisto kerättiin fokusryhmähaastattelulla ja analysoitiin sisällön analyysillä. Näiden tulosten sekä aikaisemman kirjallisuuden perusteella laadittiin strukturoitu kyselylomake, jolla analysoitiin ja vertailtiin asiakkaiden ja ammattihenkilöiden näkemyksiä siitä, miten asiakkaiden hoito sosiaali- ja terveydenhuollon yhteistyönä toteutui. Esitestausten jälkeen kyselylomake lähetettiin 200 kotihoidon asiakkaalle ja 570 heitä hoitavalle kotihoidon työntekijälle: 485 kotipalvelun työntekijälle, 81 kotisairaanhoitajalle ja 4 lääkärille. Kyselyyn vastasi 120 asiakasta (60 %) ja 370 ammattihenkilöä (65 %). Ryhmien välisten erojen tarkastelussa käytettiin ristiintaulukointia, Pearsonin khin neliötestiä ja Fisherin tarkan todennäköisyyden testiä. Iäkkäiden asiakkaiden kuvauksissa voimavarat muodostuivat elämänhallinnan tunteesta ja toimintatahdon säilymisestä. Asiakkaat ammensivat arkeen voimaa harrastuksista ja sosiaalisesta verkostosta, mutta ulkopuolisten asettamat elämisen ehdot, terveydentilan heikkeneminen sekä yksinäisyys asettivat ikäihmisen ja hänen voimavaransa suurten haasteiden eteen. Tulokset osoittivat, että ammattihenkilöiden toiminta oli osittain ristiriidassa ikäihmisten omien odotusten kanssa, eikä se kaikilta osin tukenut asiakkaiden omia voimavaroja. Ammattihenkilöt tekivät hoitoon liittyviä päätöksiä ja toimintoja asiakkaiden puolesta, vaikka asiakkaille itselleen oli tärkeää elämänhallinnan tunne ja toimintatahdon säilyminen. Asiakkaiden voimavarojen tukemista moniammatillisena yhteistyönä vaikeuttivat ammattihenkilöiden vaikeus tunnistaa asiakkaiden omia voimavaroja sekä niitä uhkaavia tekijöitä, tiedon kulun ongelmat, tavoitteeton ja epäyhtenäinen tapa toimia sekä ammattihenkilöiden vastakkain asettuvat näkemyserot ja toimintatavat. Asiakkaiden ja ammattihenkilöiden näkemykset toteutetusta hoidosta erosivat toisistaan tilastollisesti merkitsevästi (p<0.05). Asiakkaat arvioivat sekä itsenäiseen toimintaan tukemisen että fyysisen, psyykkisen ja sosiaalisen tuen toteutuneen työntekijöitä huonommin. Yhteistyön kehittämishaasteita kotihoidossa ovat asiakkaan oman elämänsä asiantuntijuuden vahvistaminen, toimintakulttuurin muuttaminen asiakaslähtöiseksi tavoitteelliseksi toiminnaksi, ammattihenkilöiden roolien ja vastuun selkiyttäminen sekä tiedon kulun menetelmien kehittäminen. Tutkimus vahvistaa gerontologisen hoitotieteen tietoperustaa ja tuottaa uutta tietoa, jota voidaan soveltaa sosiaali- ja terveysalan koulutuksessa ja johtamisessa

De resíduo a insumo: a construção do caminho para uma química mais limpa através de um projeto de ensino

The discussion among teachers, students, and technicians about the destination of residues from chemistry laboratories led to a research project whose results were incorporated into a course in its daily practices. The treatment of the residues from argentimetric practices allowed us to establish cognitive relations of technological basis and of those related to the rising of the level of awareness about environmental aspects and social responsibility of chemistry professionals. The techniques and the results, from the economic point of view, namely that of value aggregation (metallic silver) and the conversion of the residue into input (potassium chromate solution) are shown.

Ecodesign-direktiivi ja sen vaikutukset Suomessa

Direktiivi 2005/32/EY energiaa käyttävien tuotteiden ekologiselle suunnittelulle asetettavien vaatimusten puitteista annettiin 6.7.2005. Direktiivin puitteissa Euroopan komissio tulee antamaan tuoteryhmäkohtaisia asetuksia, joissa määritellään tuoteryhmäkohtaisesti ympäristövaatimukset. Direktiivin tarkoituksena on integroida ymparistönakokohdat ja elinkaariajattelu tuotesuunnitteluvaiheessa. Tällä direktiivillä pyritään parantamaan ympäristösuojelun tasoa ja tuotteiden energiatehokkuutta. Tämän diplomityön tarkoituksena on esitellä Ecodesign direktiiviä ja selvittää sen puitteissa annettujen asetusten vaikutusta Suomessa. Työssä tutkitaan hehkulamppujen maahantuonnin kieltävän asetuksen vaikutuksia kotitalouksiin, ympäristöön ja sähkömarkkinoihin. Lisaksi työssä on tutkittu sähkömoottoreita koskevan asetuksen vaikutuksia Suomen teollisuudessa. Lopuksi työssä arvioidaan Suomen ilmasto ja energiapolitiikan tavoitteiden ja velvoitteiden tuomien toimenpiteiden vaikutuksia. Työssä esitetään esimerkkitarkasteluja siitä, millaisia saastoja sähkönkulutukseen voitaisiin saavuttaa eri tuoteryhmissä direktiivin pohjalta annetuilla asetuksilla. Tarkasteluun valitut tuoteryhmät olivat kotitalouksien valaistus ja sähkömoottorit.

Kierrätyspolttoaineiden käyttö leijukerrospoltossa vetykaasun kanssa

Tämä diplomityö on tehty Leppäkosken Energia Oy:n ja Kemira Chemicals Oy:n yhteisyritys FC Energia Oy:lle. FC Energia Oy suunnittelee rakentaa uutta bio-vetyvoimalaitosta Sastamalaan. Voimalaitoksella tuotettaisiin Kemira Chemicals Oy:n ylijäämävedystä ja biopolttoaineista sähköä, kaukolämpöä ja prosessihöyryä. Ympäristölupaa on haettu hakkeen, turpeen ja kierrätyspuun poltolle vetykaasun kanssa. Voimalaitoksen kattilan toiminta perustuu kuplivaan leijukerrostekniikkaan. Diplomityössä selvitettiin, mitä muutoksia kierrätyspolttoaineiden käyttö vaatii leijukerrospoltossa verrattuna hakkeen ja turpeen polttoon. Kierrätyspolttoaineena käytetään hyvälaatuista kierrätyspuuta. Kierrätyspuun käytössä sovelletaan jätteenpoltto-asetusta. Jätteenpolttoasetus määrää tiukemmat päästöjen raja-arvot rinnakkaispoltolle kuin hakkeen ja turpeen poltolle sekä jatkuvatoimiset savukaasujen mittauslaitteet. Rinnakkaispolton hiukkasmaisten päästöjen tiukempi raja-arvo vaatii tehokkaamman sähkösuodattimen. Lisäksi kierrätyspuuta käytettäessä tulistimen materiaaliin tulee olla kestävämpää, mikä aiheuttaa huomattavan lisäinvestoinnin. Työn päätavoitteena oli selvittää, onko kierrätyspuun käyttö taloudellisesti kannattavaa. Oletetulla kierrätyspuun hinnalla 10 €/MWh kierrätyspuuta polttavan voimalaitoksen takaisinmaksuaika on sama kuin haketta polttavan laitoksen ja vuoden lyhyempi kuin turvetta polttavan laitoksen. Tulokseksi saatiin, että rinnakkaispoltto käyttö on taloudellisesti kannattavaa hakkeenpolttoon nähden jos kierrätyspuun hinta on alle 11,2 €/MWh. Kierrätyspuun polttoon liittyy toiminnallinen riski, koska vastaavanlaisia rinnakkaispolttolaitoksia ei ole aiemmin rakennettu.

Can salvage logging affect seed dispersal by birds into burned forests?

The recovery of vegetation in Mediterranean ecosystems after wildfire is mostly a result of direct regeneration, since the same species existing before the fire regenerate on-site by seeding or resprouting. However, the possibility of plant colonization by dispersal of seeds from unburned areas remains poorly studied. We addressed the role of the frugivorous, bird-dependent seed dispersal (seed rain) of fleshy-fruited plants in a burned and managed forest in the second winter after a fire, before on-site fruit production had begun. We also assessed the effect on seed rain of different microhabitats resulting from salvage logging (erosion barriers, standing snags, open areas), as well as the microhabitats of unlogged patches and an unburned control forest, taking account of the importance of perches as seed rain sites. We found considerable seed rain by birds in the burned area. Seeds, mostly from Olive trees Olea europaea and Evergreen pistaches Pistacia lentiscus, belonged to plants fruiting only in surrounding unburned areas. Seed rain was heterogeneous, and depended on microhabitat, with the highest seed density in the unburned control forest but closely followed by the wood piles of erosion barriers. In contrast, very low densities were found under perches of standing snags. Furthermore, frugivorous bird richness seemed to be higher in the erosion barriers than elsewhere. Our results highlight the importance of this specific post-fire management in bird-dependent seed rain and also may suggest a consequent heterogeneous distribution of fleshy-fruited plants in burned and managed areas. However, there needs to be more study of the establishment success of dispersed seeds before an accurate assessment can be made of the role of bird-mediated seed dispersal in post-fire regeneration

Dinámica del heleoplancton en relación a las fluctuaciones hidrológicas en aiguamolls de l’Empordà (NE de la península Ibérica). Propuesta de un método sencillo de monitorización basado en la abundancia de grupos taxonómicos

Monitoring of the 'ecological water quality' in 'Aiguamolls de l’Empordà' Natural Park was carried out between September 1996 and August 1997 . The aim of this sampling programme was to design a simple method for rapid detect changes in water quality due to human activity. These include flow regulation by the Park management, nutrient entries from effluents of a nearby wastewater treatment plant or agricultural fertilising. The proposed method is based on the analysis of the abundance of characteristic taxonomic groups of aquatic invertebrates (heleoplankton). The simplicity of the method is ensured by the use of large taxa which are easier to recognise than species. The functioning of aquatic systems has been modelled by means of correspondence analysis between samples and taxa. Results can be summerized in five environmental conditions with a regular community structure. Dominated by one taxon: cladocerans, ostracods, calanoids, cyclopoids and harpacticoids. The dynamics of both freshwater and brackish lagoons can be modelled as displacements between these five groups of environmental conditions. Nevertheless, the “calanoids situation” and the “harpacticoids situation” occur mainly in brackish lagoons, whereas the “cladocerans situation” occurs mainly in freshwater. The four principal axes of data variation have been respectively identified as nutrient turnover rate, hypertrophy, degree of mineralization of the organic matter and eutrophy. The use of these taxa has been validated by comparison with a model obtained from the species. We conclude that in a highly fluctuating system such as the one here, only persistent situations of eutrophy or hypertrophy must be equated to low 'ecological water quality'

A gestão de resíduos de laboratório na visão de alunos de um curso de graduação de quimica e áreas afins

This work presents the students´ profile before and after working in the course "Laboratory Chemical Waste Treatment" in the last ten years. The structure of the course is also described. Although students have shown an increasing previous experience on waste management, many fundamental aspects are missing, especially knowledge on the directives focusing environmental aspects. Visits to industrial plants are also essential to better understand the impact of wastes in environment. Most students nowadays consider waste management as an essential part of their professional formation. A good waste management program must consider several topics of extreme relevance.

Response of fine root respiration to variations in biotic and abiotic factors in a mixed Mediterranean forest affected by drought-induced secondary succession

Understanding the factors controlling fine root respiration (FRR) at different temporal scales will help to improve our knowledge about the spatial and temporal variability of soil respiration (SR) and to improve future predictions of CO2 effluxes to the atmosphere. Here we present a comparative study of how FRR respond to variability in soil temperature and moisture in two widely spread species, Scots pines (Pinus sylvestris L.) and Holm-oaks (HO; Quercus ilex L.). Those two species show contrasting water use strategies during the extreme summer-drought conditions that characterize the Mediterranean climate. The study was carried out on a mixed Mediterranean forest where Scots pines affected by drought induced die-back are slowly being replaced by the more drought resistant HO. FRR was measured in spring and early fall 2013 in excised roots freshly removed from the soil and collected under HO and under Scots pines at three different health stages: dead (D), defoliated (DP) and non-defoliated (NDP). Variations in soil temperature, soil water content and daily mean assimilation per tree were also recorded to evaluate FRR sensibility to abiotic and biotic environmental variations. Our results show that values of FRR were substantially lower under HO (1.26 ± 0.16 microgram CO2 /groot·min) than under living pines (1.89 ± 0.19 microgram CO2 /groot·min) which disagrees with the similar rates of soil respiration previously observed under both canopies and suggest that FRR contribution to total SR varies under different tree species. The similarity of FRR rates under HO and DP furthermore confirms other previous studies suggesting a recent Holm-oak root colonization of the gaps under dead trees. A linear mixed effect model approach indicated that seasonal variations in FRR were best explained by soil temperature (p<0.05) while soil moisture was not exerting any direct control over FRR, despite the low soil moisture values during the summer sampling. Plant assimilation rates were positively related to FRR explaining part of the observed variability (p<0.01). However the positive relations of FRR with plant assimilation occurred mainly during spring, when both soil moisture and plant assimilation rates were higher. Our results finally suggest that plants might be able to maintain relatively high rates of FRR during the sub-optimal abiotic and biotic summer conditions probably thanks to their capacity to re-mobilize carbon reserves and their capacity to passively move water from moister layers to upper layers with lower water potentials (where the FR were collected) by hydraulic lift.