Solubility of Ethene in Water and in a Medium for the Cultivation of a Bacterial Strain

The solubility of ethene in water and in the fermentation medium of Xanthobacter Py(2) was determined with a Ben-Naim-Baer type apparatus. The solubility measurements were carried out in the temperature range of (293.15 to 323.15) K and at atmospheric pressure with a precision of about +/- 0.3 %. The Ostwald coefficients, the mole fractions of the dissolved ethene, at the gas partial pressure of 101.325 kPa, and the Henry coefficients, at the water vapor pressure, were calculated using accurate thermodynamic relations. A comparison between the solubility of ethene in water and in the cultivation medium has shown that this gas is about 2.4 % more soluble in pure water. On the other hand, from the solubility temperature dependence, the Gibbs energy, enthalpy, and entropy changes for the process of transferring the solute from the gaseous phase to the liquid solutions were also determined. Moreover, the perturbed-chain statistical associating fluid theory equation of state (PC-SAFT EOS) model was used for the prediction of the solubility of ethene in water. New parameters, k(ij), are proposed for this system, and it was found that using a ky temperature-dependent PC-SAFT EOS describes more accurately the behavior solubilities of ethene in water at 101.325 kPa, improving the deviations to 1 %.

Poluição atmosférica e doenças respiratórias em crianças na cidade de Curitiba, PR

OBJETIVO: Investigar os efeitos causados pela poluição atmosférica na morbidade por doenças respiratórias em crianças entre 1999 e 2000. MÉTODOS: Foram obtidos os dados diários de atendimentos por doenças respiratórias para crianças em unidades de saúde no Sistema Único de Saúde (SUS) no município de Curitiba, PR, Brasil. Níveis diários de material particulado, fumaça, dióxido de nitrogênio e ozônio foram obtidos com o Instituto Ambiental do Paraná e Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, organização não governamental. Dados diários de temperatura e umidade relativa do ar foram fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia. Para verificar a relação existente entre doenças respiratórias e poluição atmosférica, utilizou-se o modelo aditivo generalizado de regressão de Poisson, tendo como variável dependente o número diário de atendimentos por doenças respiratórias e, como variáveis independentes, as concentrações médias diárias dos poluentes atmosféricos. A análise foi ajustada para sazonalidade de longa duração (número de dias transcorridos), sazonalidade de curta duração (dias da semana), temperatura mínima e umidade média. O nível de significância alfa=5% foi adotado em todas as análises . RESULTADOS: Todos os poluentes investigados apresentaram efeitos sobre as doenças respiratórias de crianças. Um aumento de 40,4 µg/m³ na média móvel de três dias de fumaça esteve associado a um aumento de 4,5% (IC 95% 1,5; 7,6) nas consultas por doenças respiratórias de crianças. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que a poluição atmosférica promove efeitos adversos para a saúde das crianças, mesmo quando os níveis dos poluentes estão aquém do que determina a legislação.

Internações e óbitos e sua relação com a poluição atmosférica em São Paulo, 1993 a 1997

OBJETIVO: Investigar efeitos de curto prazo da poluição atmosférica na morbidade respiratória de menores de 15 anos e na mortalidade de idosos. MÉTODOS: O estudo foi realizado na cidade de São Paulo, Brasil. Foram analisadas as contagens diárias de admissões hospitalares, de menores de 15 anos e de mortes de idosos (>64 anos) no período de 1993 a 1997, em relação às variações diárias de poluentes atmosféricos (PM10, CO, O3). Foi utilizada para análise a regressão de Poisson em modelos aditivos generalizados. Os modelos foram ajustados para efeitos da tendência temporal, sazonalidade, dias da semana, fatores meteorológicos e autocorrelação. RESULTADOS: Variações do 10° ao 90° percentil dos poluentes foi significativamente associada com o aumento de admissões por doenças respiratórias em menores de 15 anos para PM10 (%RR=10,0), CO (%RR=6,1) e O3 (%RR=2,5). Associação similar foi encontrada para mortalidade em idosos e PM10 (%RR=8,1) e CO (%RR=7,9). CONCLUSÕES: Os resultados encontrados são coerentes com os estudos que apontam associação entre variações de curto prazo dos poluentes atmosféricos e incremento na morbidade e mortalidade nos grandes centros urbanos.

Exposure to dust in poultry: the importance of task differences for detailed exposure assessment

Dust is a complex mixture of particles of organic and inorganic origin and different gases absorbed in aerosol droplets. In a poultry unit include dried faecal matter and urine, skin flakes, ammonia, carbon dioxide, pollens, feed and litter particles, feathers, grain mites, fungi spores, bacteria, viruses and their constituents. Dust particles vary in size and differentiation between particle size fractions is important in health studies in order to quantify penetration within the respiratory system. A descriptive study was developed in order to assess exposure to particles in a poultry unit during different operations, namely routine examination and floor turn over. Direct-reading equipment was used (Lighthouse, model 3016 IAQ). Particle measurement was performed in 5 different sizes (PM0.5; PM1.0; PM2.5; PM5.0; PM10). The chemical composition of poultry litter was also determined by neutron activation analysis. Normally, the litter of poultry pavilions is turned over weekly and it was during this operation that the higher exposure of particles was observed. In all the tasks considered PM5.0 and PM10.0 were the sizes with higher concentrations values. PM10 is what turns out to have higher values and PM0.5 the lowest values. The chemical element with the highest concentration was Mg (5.7E6 mg.kg-1), followed by K (1.5E4 mg.kg-1), Ca (4.8E3 mg.kg-1), Na (1.7E3 mg.kg-1), Fe (2.1E2 mg.kg-1) and Zn (4.2E1 mg.kg-1). This high presence of particles in the respirable range (<5–7μm) means that poultry dust particles can penetrate into the gas exchange region of the lung. Larger particles (PM10) present a range of concentrations from 5.3E5 and 3.0E6 mg/m3.

Caracterização da função pulmonar de bombeiros da Região Norte de Portugal

Os Bombeiros estão expostos frequentemente a vários poluentes prejudicando gravemente a sua saúde respiratória. Foi realizado um estudo observacional e transversal, com o objectivo de caracterizar a função pulmonar dos bombeiros da região norte de Portugal. A amostra foi constituída por 44 Bombeiros de Valongo e Rebordosa. Todos os participantes preencheram um questionário, executaram espirometrias e mediram o monóxido de carbono. Verificou-se uma elevada prevalência de hábitos tabágicos, bem como da carga tabágica. A percentagem de alterações espirométricas foi de 38,6% e a utilização de protecção respiratória revelou-se praticamente inexistente nos incêndios florestais.

Delineamento e validação de matriz de exposição ocupacional à sílica

OBJETIVO: Desenvolver matriz de exposição ocupacional de base populacional para a sílica cristalina no Brasil e estimar sua validade. MÉTODOS: A matriz de exposição ocupacional foi desenvolvida por um epidemiologista e um higienista ocupacional em quatro etapas: a) codificação da variável ocupação; b) codificação da variável setor econômico; c) classificação da exposição por consenso entre os pesquisadores e; d) estimativa do número de trabalhadores registrados, em 1995, para cada nível de exposição. As 8.675 células da matriz, formadas pela intersecção das variáveis setor econômico (25 colunas) e ocupação (347 linhas), foram classificadas de acordo com a freqüência da exposição à sílica em quatro níveis: não expostos, possivelmente expostos, provavelmente expostos e definitivamente expostos. Para a validação da matriz de exposição ocupacional, cinco setores econômicos (extração mineral, construção civil, metalurgia, administração de serviços de pessoal técnico e indústria têxtil) foram re-codificados quanto à exposição por peritos convidados. Avaliou-se a confiabilidade pela proporção de acordos e o grau de concordância pelo Kappa. RESULTADOS: A matriz de exposição ocupacional apresentou alta concordância geral, variando de 64,0% na metalurgia a 94,4% na extração mineral. O Kappa revelou boa concordância no setor de extração mineral (0,9) e baixa ou regular nos demais (variação de 0,1 a 0,5). A especificidade foi alta para os setores de metalurgia (86,5%) e extração mineral (100,0%). A construção civil apresentou especificidade de 56,0%. CONCLUSÕES: A matriz de exposição ocupacional apresentou boa acurácia, revelando-se adequada para estimar a exposição à sílica na força de trabalho ocupada no País.

Articulação do tratamento das águas lixiviantes de infraestruturas de resíduos com ETAR urbanas: caso de estudo

A deposição de resíduos sólidos urbanos (RSU) em aterros sanitários (AS) tem uma dimensão que necessita de uma atenção especial por parte da sociedade. Deste acto podem resultar situações gravosas para o meio ambiente se não forem tomadas as medidas correctas. Um dos pontos que necessita de uma particular atenção é o tratamento das águas lixiviantes dos aterros sanitários, uma vez que estas apresentam geralmente cargas altamente poluentes. O presente trabalho apresenta a estrutura de um aterro sanitário, definindo os seus princípios de funcionamento, bem como as principais características a ter em consideração para a sua concepção e construção. É ainda abordada a composição dos resíduos sólidos produzidos em Portugal de acordo com (1) e as características quantitativas e qualitativas do lixiviado produzido por um AS. São apresentados os sistemas tratamento convencionais, biológicos e físico-químicos, mais utilizados em Portugal para o tratamento de águas lixiviantes, relacionando as problemáticas e as limitações associadas a cada um deles. É ainda apresentado o tratamento combinado de águas lixiviantes com águas residuais e a recirculação de lixiviado no sistema de tratamento, assim como algumas das vantagens associadas a estas práticas. Tendo por base, uma situação real, avalia-se um caso de estudo, que visa a avaliação do funcionamento da estação de pré-tratamento das águas lixiviantes produzidas no aterro sanitário do ecoparque de Palmela, tendo em consideração o facto de este tratamento ser realizado em combinação com o tratamento de águas residuais urbanas. A avaliação do funcionamento da estação de pré-tratamento de águas lixiviantes (EPTAL) é realizada de acordo com os dados fornecidos nos relatórios elaborados pela empresa LUSÁGUA, que apresentam os valores das cargas poluentes medidos à entrada e saída da EPTAL, verificando com estes dados se os valores limite de emissão medidos à saída da EPTAL são respeitados. São ainda propostas algumas alterações baseadas em pareceres técnicos que acompanham os relatórios elaborados pela LUSÁGUA e um estudo elaborada pela ECOserviços em Fevereiro de 2010 onde se obtêm eficiências de etapas de tratamentos com base em testes laboratoriais e testes realizados na própria EPTAL.

Estudos de absorção de CO2 com soluções aminadas

A absorção química de dióxido de carbono (CO2) através de soluções aquosas de aminas tem sido estudada nos últimos anos devido à preocupação ambiental face ao aquecimento global. Nestes estudos, foram tidos como principais objectivos a realização de ensaios preliminares de absorção e desabsorção de CO2 em soluções aquosas de aminas bem como a construção de uma instalação piloto para a mesma finalidade. Inicialmente, a nível laboratorial, procedeu-se à absorção de CO2 através de soluções aquosas de aminas. As aminas utilizadas nestes estudos foram a monoetanolamina (MEA), etilenodiamina (EDA), 1,6- hexanodiamina (HDA) e piperazina anidra (PZ). A absorção de CO2 através destas aminas foi realizada experimentalmente às condições normais de pressão e temperatura. A concentração das soluções aquosas foi de 20% em massa de cada amina. Foram também realizados estudos de regeneração das soluções aquosas de aminas saturadas de CO2 em banho de glicerina, para determinar as condições de regeneração. Para além disso, observou-se o estado físico das aminas no estado puro até saturação com CO2 para garantir a não ocorrência de danos a nível de entupimento numa posterior utilização na instalação piloto. Por fim, voltaram-se a repetir todos estes ensaios experimentais utilizando-se, em vez da água destilada, um solvente polar aprótico, dimetilsulfóxido (DMSO). Numa segunda fase destes estudos, a absorção de CO2 através de soluções aquosas de aminas foi investigada experimentalmente numa instalação piloto. O objectivo era utilizar nesta fase do estudo as mesmas aminas utilizadas nos ensaios preliminares mas uma vez que não se dispunha das quantidades necessárias de aminas e para a sua aquisição teria que se despender bastante tempo e dinheiro, utilizaram-se duas soluções aquosas de alcanolaminas. As alcanolaminas utilizadas no presente estudo foram a amina secundária dietanolamina (DEA) e a amina terciária N-metildietanolamina (MDEA), duas aminas amplamente utilizadas nas indústrias químicas e petroquímicas para a purificação dos gases de combustão. A absorção de CO2 através destas duas alcanolaminas foi realizada experimentalmente às condições normais de pressão e temperatura. As concentrações das soluções aquosas foram de (10, 20 e 30) % em massa de MDEA e de DEA. O processo de adição de cloreto de bário (BaCl2.2H2O) às alcanolaminas ajuda à formação de carbonato de bário, quando o CO2 passa através da solução de alcanolamina. A quantidade de carbonato de bário formado foi utilizado para determinar a solubilidade do CO2 (mol CO2/mol alcanolamina). O principal desafio na captura de CO2 dos gases de combustão é o de reduzir o consumo de energia necessária para a regeneração do solvente. Deste modo, foram também realizados estudos de regeneração das soluções de alcanolaminas saturadas, para determinar as condições de regeneração. Os resultados obtidos, a nível laboratorial, revelaram que uma amina secundária (PZ) e uma amina primária de cadeia longa (HDA) são mais favoráveis ao processo de absorção e regeneração de CO2. No entanto, e devido a essa mesma estrutura molecular, necessitam de maiores valores de temperaturas para desabsorver o CO2. Garantiu-se poder trabalhar com as quatro aminas no estado puro em estudos futuros, na instalação piloto, garantindo que não ocorrerão danos a nível de entupimento. Relativamente ao solvente utilizado concluiu-se que um solvente polar aprótico não é um solvente favorável para estes estudos. Os resultados obtidos, na instalação piloto, revelaram que a amina terciária, MDEA, consegue absorver maiores quantidades de CO2 do que a amina secundária, EDA, bem como é a mais fácil de regenerar com menor perda de capacidade de absorção do que a EDA.

Caracterização das emissões de aldeídos de veículos do ciclo diesel

OBJETIVO: Caracterizar as emissões de acetaldeído e formaldeído, substâncias nocivas para a saúde das pessoas e cujas emissões dos veículos a diesel ainda não estão regulamentadas. MÉTODOS: Testes padronizados foram realizados em quatro veículos leves comerciais do ciclo diesel, testados num dinamômetro de chassis, usando o procedimento de teste FTP-75. Os poluentes foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência. RESULTADOS: Os resultados mostraram que a emissão de acetaldeído variou de 5,9 a 45,4 mg/km e a de formaldeído variou de 16,5 a 115,2 mg/km. A emissão média para a soma dos aldeídos foi de 58,7 mg/km, variando de 22,5 mg/km a 160 mg/km. A proporção entre os dois se manteve constante, próximo de 74% de formaldeído e 26% de acetaldeído. CONCLUSÕES: A emissão de aldeídos provenientes de veículos movidos a diesel foi significativa quando comparada com as emissões reais dos veículos de ignição por centelha ou com o limite previsto para os veículos do ciclo Otto na legislação brasileira. O estabelecimento de limites de emissão para essas substâncias para veículos a diesel mostra-se importante, considerando o crescimento da frota de veículos a diesel, a toxicidade desses compostos e sua participação como precursores nas reações de formação de gás ozônio na baixa troposfera.

Simulação numérica aplicada ao tratamento de efluentes

A existência de estações de tratamentos de águas residuais (ETAR) é, nos dias de hoje, fundamental na medida em que permite, reduzir a poluição ambiental associada às águas e, também, a reutilização da água tratada para diversos fins. A constante necessidade de cumprir os limites de descargas nos meios recetores conduziu a um melhoramento nas técnicas e processos de tratamento de efluentes, nomeadamente, nos processos biológicos. O processo por lamas ativadas é um processo amplamente utilizado para a remoção de poluentes orgânicos presentes nas águas residuais, pelo que um estudo mais intensivo sobre estes tratamentos resultou na publicação de uma série de conceitos e pressupostos, através de modelos numéricos. A modelação numérica de processos de tratamento de águas residuais e a utilização de ferramentas de simulação numérica têm sido largamente utilizadas, a nível mundial, por exemplo em investigação, desenvolvimento de processos, atividade de consultoria e igualmente por entidades reguladoras, na medida em que os auxiliam no planeamento, dimensionamento e análise do comportamento de infraestruturas de tratamento. No presente trabalho, recorreu-se ao software de simulação GPS-X (versão 6.0) para implementar o esquema de tratamento da ETAR de Beirolas. O objetivo deste trabalho é verificar a aplicabilidade de modelos numéricos na simulação de unidades de tratamento de efluentes e avaliar a resposta dos diferentes modelos, assim como a influência na alteração de características das águas afluentes no comportamento dos modelos. Os resultados obtidos permitiram concluir que os modelos numéricos podem ser utilizados para prever a resposta dos sistemas biológicos e as suas perturbações. Conclui-se ainda que o comportamento, dos modelos estudados (ASM1, ASM2d, ASM3 e mantis), é semelhante, contudo deve-se referir que devido à complexidade do modelo e a falta de informação experimental sobre as características do efluente, não permitiram efetuar uma completa caracterização e calibração do caso de estudo, e toda a informação disponível sobre as características físico-químicas da água foram baseadas em estimativas de concentrações de carências de oxigénio e sólidos suspensos.

Avaliação da rentabilidade económica dos sistemas de microgeração fotovoltaica em Portugal (1990-2010)

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica - ramo de Energia

Relação entre baixo peso ao nascer e a poluição do ar no Município de São Paulo

OBJETIVO: A poluição do ar tem sido investigada como possível determinante do baixo peso ao nascer. O objetivo do estudo foi verificar o efeito da poluição do ar sobre o peso ao nascer. MÉTODOS: Foram analisados todos os partos de mães residentes no Município de São Paulo, nos anos de 1998 a 2000. Estimaram-se as prevalências de baixo peso ao nascer conforme características do recém-nascido, da mãe e do parto. Apenas os distritos mais centrais de São Paulo foram incluídos, totalizando uma amostra de 311.735 nascimentos. Para avaliação do efeito da poluição do ar foram excluídos os prematuros, gemelares e analisados somente os nascimentos das áreas mais centrais da cidade. Os elementos poluentes analisados foram ozônio (O3), dióxido de enxofre (SO2), dióxido de nitrogênio (NO2), partículas em suspensão (PM10) e monóxido de carbono (CO). O efeito da exposição materna à poluição do ar no peso ao nascer foi avaliado por meio de regressão linear e logística. RESULTADOS: Do total analisado, 4,6% dos recém-nascidos apresentaram menos de 2.500 g ao nascer. A exposição materna ao CO, PM10 e NO2 durante o primeiro trimestre de gestação mostrou associação estatisticamente significante com a diminuição no peso do recém-nascido. CONCLUSÕES: Os resultados reforçam que a exposição materna à poluição do ar no primeiro trimestre de gestação pode contribuir para o menor ganho de peso do feto.

Efeitos da poluição atmosférica na saúde infantil em São José dos Campos, SP

OBJETIVO: Dentre os efeitos da poluição ambiental na saúde da criança, destaca-se o aumento de internações por pneumonias. O objetivo do estudo foi estimar a associação dessas internações com o aumento dos poluentes atmosféricos. MÉTODOS: Trata-se de estudo ecológico de séries temporais, realizado na cidade de São José dos Campos, SP, nos anos de 2000 e 2001. Foram utilizados dados diários sobre o número de internações por pneumonia, dados diários de poluentes (SO2, O3 e PM10) e de temperatura e umidade do clima. Foram estimadas as correlações entre as variáveis de interesse pelo coeficiente de Pearson. Para estimar a associação entre as internações por pneumonia e a poluição atmosférica, utilizaram-se modelos aditivos generalizados de regressão de Poisson. Foram estimados os acréscimos das internações por pneumonia para o intervalo interquartil para cada um dos poluentes estudados, com um intervalo de confiança de 95% RESULTADOS: Os três poluentes apresentaram efeitos defasados nas internações por pneumonia, iniciada três a quatro dias após a exposição e decaindo rapidamente. Na estimativa de efeito acumulado de oito dias observou-se ao longo desse período que para aumentos de 24,7 µg/m³ na concentração média de PM10 houve um acréscimo de 9,8% nas internações. CONCLUSÕES: O estudo confirma que o potencial deletério dos poluentes do ar sobre a saúde pode ser detectado, também, em cidades de médio porte. A magnitude do efeito foi semelhante ao observado na cidade de São Paulo. Além disso, mostra a elevada susceptibilidade das crianças aos efeitos adversos advindos da exposição aos contaminantes atmosféricos.

Mudanças climáticas nas regiões insulares

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

The electric vehicle integration into the power system: an application to the portuguese case

Electric vehicles (EV) offer a great potential to address the integration of renewable energy sources (RES) in the power grid, and thus reduce the dependence on oil as well as the greenhouse gases (GHG) emissions. The high share of wind energy in the Portuguese energy mix expected for 2020 can led to eventual curtailment, especially during the winter when high levels of hydro generation occur. In this paper a methodology based on a unit commitment and economic dispatch is implemented, and a hydro-thermal dispatch is performed in order to evaluate the impact of the EVs integration into the grid. Results show that the considered 10 % penetration of EVs in the Portuguese fleet would increase load in 3 % and would not integrate a significant amount of wind energy because curtailment is already reduced in the absence of EVs. According to the results, the EV is charged mostly with thermal generation and the associated emissions are much higher than if they were calculated based on the generation mix.