Different approaches to municipal solid waste management in Brazil : case study Rio de Janeiro

Inadequate final disposal of municipal solid waste (MSW) is associated with significant greenhouse gas (GHG) emission, environmental, health and safety issues, space consumption, public health and developmental issues in general. The environmental impact of waste is mostly felt in developing countries, inadequate waste management and treatment solution, inadequate policies and outdated practices are some of the factors leading to the significantly high final disposal of waste in dumps in developing countries. Brazil and other developing countries are changing the status quo by adopting polices that will adequately address this problem of inadequate waste management and disposal. Life cycle analysis (LCA) identifies the potential environmental impact of a product though environmental impact assessment, International Organization for Standardization (ISO) created the ISO 14040 and ISO 14044 to serve as principle guidelines for conducting LCA. Various waste treatment solution was applied to identify the waste management solution with the least Global warming potential (GWP) for treating the MSW generated from the city of Rio de Janerio, while reducing significantly final waste disposed in landfill.

Development of ultra-high-performance concrete (UHPC) using waste glass materials ─ towards innovative eco-friendly concrete

Le béton conventionnel (BC) a de nombreux problèmes tels que la corrosion de l’acier d'armature et les faibles résistances des constructions en béton. Par conséquent, la plupart des structures fabriquées avec du BC exigent une maintenance fréquent. Le béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) peut être conçu pour éliminer certaines des faiblesses caractéristiques du BC. Le BFUP est défini à travers le monde comme un béton ayant des propriétés mécaniques, de ductilité et de durabilité supérieures. Le BFUP classique comprend entre 800 kg/m³ et 1000 kg/m³ de ciment, de 25 à 35% massique (%m) de fumée de silice (FS), de 0 à 40%m de poudre de quartz (PQ) et 110-140%m de sable de quartz (SQ) (les pourcentages massiques sont basés sur la masse totale en ciment des mélanges). Le BFUP contient des fibres d'acier pour améliorer sa ductilité et sa résistance aux efforts de traction. Les quantités importantes de ciment utilisées pour produire un BFUP affectent non seulement les coûts de production et la consommation de ressources naturelles comme le calcaire, l'argile, le charbon et l'énergie électrique, mais affectent également négativement les dommages sur l'environnement en raison de la production substantielle de gaz à effet de serre dont le gas carbonique (CO[indice inférieur 2]). Par ailleurs, la distribution granulométrique du ciment présente des vides microscopiques qui peuvent être remplis avec des matières plus fines telles que la FS. Par contre, une grande quantité de FS est nécessaire pour combler ces vides uniquement avec de la FS (25 à 30%m du ciment) ce qui engendre des coûts élevés puisqu’il s’agit d’une ressource limitée. Aussi, la FS diminue de manière significative l’ouvrabilité des BFUP en raison de sa surface spécifique Blaine élevée. L’utilisation du PQ et du SQ est également coûteuse et consomme des ressources naturelles importantes. D’ailleurs, les PQ et SQ sont considérés comme des obstacles pour l’utilisation des BFUP à grande échelle dans le marché du béton, car ils ne parviennent pas à satisfaire les exigences environnementales. D’ailleurs, un rapport d'Environnement Canada stipule que le quartz provoque des dommages environnementaux immédiats et à long terme en raison de son effet biologique. Le BFUP est généralement vendu sur le marché comme un produit préemballé, ce qui limite les modifications de conception par l'utilisateur. Il est normalement transporté sur de longues distances, contrairement aux composantes des BC. Ceci contribue également à la génération de gaz à effet de serre et conduit à un coût plus élevé du produit final. Par conséquent, il existe le besoin de développer d’autres matériaux disponibles localement ayant des fonctions similaires pour remplacer partiellement ou totalement la fumée de silice, le sable de quartz ou la poudre de quartz, et donc de réduire la teneur en ciment dans BFUP, tout en ayant des propriétés comparables ou meilleures. De grandes quantités de déchets verre ne peuvent pas être recyclées en raison de leur fragilité, de leur couleur, ou des coûts élevés de recyclage. La plupart des déchets de verre vont dans les sites d'enfouissement, ce qui est indésirable puisqu’il s’agit d’un matériau non biodégradable et donc moins respectueux de l'environnement. Au cours des dernières années, des études ont été réalisées afin d’utiliser des déchets de verre comme ajout cimentaire alternatif (ACA) ou comme granulats ultrafins dans le béton, en fonction de la distribution granulométrique et de la composition chimique de ceux-ci. Cette thèse présente un nouveau type de béton écologique à base de déchets de verre à ultra-hautes performances (BEVUP) développé à l'Université de Sherbrooke. Les bétons ont été conçus à l’aide de déchets verre de particules de tailles variées et de l’optimisation granulaire de la des matrices granulaires et cimentaires. Les BEVUP peuvent être conçus avec une quantité réduite de ciment (400 à 800 kg/m³), de FS (50 à 220 kg/m³), de PQ (0 à 400 kg/m³), et de SQ (0-1200 kg/m³), tout en intégrant divers produits de déchets de verre: du sable de verre (SV) (0-1200 kg/m³) ayant un diamètre moyen (d[indice inférieur 50]) de 275 µm, une grande quantité de poudre de verre (PV) (200-700 kg/m³) ayant un d50 de 11 µm, une teneur modérée de poudre de verre fine (PVF) (50-200 kg/m³) avec d[indice inférieur] 50 de 3,8 µm. Le BEVUP contient également des fibres d'acier (pour augmenter la résistance à la traction et améliorer la ductilité), du superplastifiants (10-60 kg/m³) ainsi qu’un rapport eau-liant (E/L) aussi bas que celui de BFUP. Le remplacement du ciment et des particules de FS avec des particules de verre non-absorbantes et lisse améliore la rhéologie des BEVUP. De plus, l’utilisation de la PVF en remplacement de la FS réduit la surface spécifique totale nette d’un mélange de FS et de PVF. Puisque la surface spécifique nette des particules diminue, la quantité d’eau nécessaire pour lubrifier les surfaces des particules est moindre, ce qui permet d’obtenir un affaissement supérieur pour un même E/L. Aussi, l'utilisation de déchets de verre dans le béton abaisse la chaleur cumulative d'hydratation, ce qui contribue à minimiser le retrait de fissuration potentiel. En fonction de la composition des BEVUP et de la température de cure, ce type de béton peut atteindre des résistances à la compression allant de 130 à 230 MPa, des résistances à la flexion supérieures à 20 MPa, des résistances à la traction supérieure à 10 MPa et un module d'élasticité supérieur à 40 GPa. Les performances mécaniques de BEVUP sont améliorées grâce à la réactivité du verre amorphe, à l'optimisation granulométrique et la densification des mélanges. Les produits de déchets de verre dans les BEVUP ont un comportement pouzzolanique et réagissent avec la portlandite générée par l'hydratation du ciment. Cependant, ceci n’est pas le cas avec le sable de quartz ni la poudre de quartz dans le BFUP classique, qui réagissent à la température élevée de 400 °C. L'addition des déchets de verre améliore la densification de l'interface entre les particules. Les particules de déchets de verre ont une grande rigidité, ce qui augmente le module d'élasticité du béton. Le BEVUP a également une très bonne durabilité. Sa porosité capillaire est très faible, et le matériau est extrêmement résistant à la pénétration d’ions chlorure (≈ 8 coulombs). Sa résistance à l'abrasion (indice de pertes volumiques) est inférieure à 1,3. Le BEVUP ne subit pratiquement aucune détérioration aux cycles de gel-dégel, même après 1000 cycles. Après une évaluation des BEVUP en laboratoire, une mise à l'échelle a été réalisée avec un malaxeur de béton industriel et une validation en chantier avec de la construction de deux passerelles. Les propriétés mécaniques supérieures des BEVUP a permis de concevoir les passerelles avec des sections réduites d’environ de 60% par rapport aux sections faites de BC. Le BEVUP offre plusieurs avantages économiques et environnementaux. Il réduit le coût de production et l’empreinte carbone des structures construites de béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) classique, en utilisant des matériaux disponibles localement. Il réduit les émissions de CO[indice inférieur 2] associées à la production de clinkers de ciment (50% de remplacement du ciment) et utilise efficacement les ressources naturelles. De plus, la production de BEVUP permet de réduire les quantités de déchets de verre stockés ou mis en décharge qui causent des problèmes environnementaux et pourrait permettre de sauver des millions de dollars qui pourraient être dépensés dans le traitement de ces déchets. Enfin, il offre une solution alternative aux entreprises de construction dans la production de BFUP à moindre coût.

Photocatalytic Degradation of Anthracene in Closed System Reactor

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) represent a large class of persistent organic pollutants in an environment of special concern because they have carcinogenic and mutagenic activity. In this paper, we focus on and discuss the effect of different parameters, for instance, initial concentration of Anthracene, temperature, and light intensity, on the degradation rate. These parameters were adjusted at pH 6.8 in the presence of the semiconductor materials (TiO2) as photocatalysts overUVlight. The main product of Anthracene photodegradation is 9,10-Anthraquinone which isidentified and compared with the standard compound by GC-MS. Our results indicate that the optimum conditions for the best rate of degradation are 25 ppm concentration of Anthracene, regulating the reaction vessel at 308.15 K and 2.5 mW/cm(2) of light intensity at 17 5mg/100 mL of titanium dioxide (P25).

Temporal variation of delta C-13 in particulate organic matter and oyster Crassostrea gigas in Marennes-Oleron Bay (France): Effect of freshwater inflow

The temporal variability of delta(13)C in suspended particulate organic matter (POM) and oyster Crassostrea gigas along a salinity gradient was investigated from May 1992 to September 1993 within the estuarine bay of Marennes-Oleron (France). During this period the mean daily discharge of the Charente River exhibited large seasonal variation, with a high discharge from November 1992 to January 1993. Contrary to that at the river mouth and the marine littoral, delta(13)C in POM and in oysters at mid-estuary was affected by the high flood period. The delta(13)C values of POM decreased in mid-estuary and remained at low levels during the high discharge period, indicating an increasing contribution of terrestrial inputs to the estuarine POM pool. At the same site, a remarkable decrease of delta(13)C in oysters occurred between December 1992 and March 1993 (after a time lag compared to the ambient POM), indicating incorporation of terrestrial organic matter in oyster tissues during the high flood discharge. The lag between the delta(13)C decrease in POM and oysters is attributed to the time needed for oyster tissues to incorporate enough newly terrestrial light carbon to be recognized by the delta(13)C measure (about 1 to 2 mo). This time interval depends on tissue turnover time. The delta(13)C POM decrease (i.e. 1.3 parts per thousand) cannot explain entirely the decrease observed in oysters (i.e. 2.3 parts per thousand). In fact, the pattern exhibited by mid-estuarine oysters can be explained by the increasing contribution of terrestrial organic matter to their feeding, and the inability to preferentially utilize specific components of the estuarine POM that are C-13-enriched.

Federal Crop Insurance Program Expands in 2016 and 2017 to Cover More Organic Crops

Organic agriculture represents one of the fastest growing segments of U.S. agriculture (USDA-RMA). With this in mind, the USDA’s Risk Management Agency (RMA) continues to expand crop insurance options for organic growers. In 2016 and 2017, organic producers in Maryland will see additional crops with organic crop insurance options. Increasing crop insurance options will allow this segment of producers new opportunities to manage their risks.

Upgrading Bio-Platform Molecules in the Gas-Phase: From Levulinic Acid to Bio-Chemicals

Levulinic acid (LA) is a polyfunctional molecule obtained from biomass. Because of its structure, the United States Department of energy classified LA as one of the top 12 building block chemicals. Typically, it is valorized through chemical reduction to γ-valerolactone (GVL). It is usually done with H2 in batch systems with high H2 pressures and noble metal catalysts, making it expensive and less applicable. Therefore, alternative approaches such as catalytic transfer hydrogenation (CTH) through the Meerwein–Ponndorf–Verley (MPV) reaction over heterogeneous catalysts have been studied. This uses organic molecules (alcohols) which act as a hydride transfer agent (H-donor), to reduce molecules containing carbonyl groups. Given the stability of the intermediate, reports have shown the batch liquid-phase CTH of levulinate esters with secondary alcohols, and remarkable results (GVL yield) have been obtained over ZrO2, given the need of a Lewis acid (LASites) and base pair for CTH. However, there were no reports of the continuous gas-phase CTH of levulinate esters. Therefore, high surface area ZrO2 was tested for gas-phase CTH of methyl levulinate (ML) using ethanol, methanol and isopropanol as H-donors. Under optimized conditions with ethanol (250 ℃), the reaction is selective towards GVL (yield 70%). However, heavy carbonaceous materials over the catalyst surface progressively blocked LASites changing the chemoselectivity. The in situ regeneration of the catalyst permitted a partial recovery of the LASites and an almost total recovery of the initial catalytic behavior, proving the deactivation reversible. Tests with methanol were not promising (ML conversion 35%, GVL yield 4%). As expected, using isopropanol provided complete conversion and a GVL yield of 80%. The reaction was also tested using bioethanol derived from agricultural waste. In addition, a preliminary study was performed for the hydrogenolysis of polyols to produce bioethanol, were Pd-Fe catalyst promoted the ethanol selective (37%) hydrogenolysis of glycerol.

In Vitro Effects Of Hydrogen Peroxide Combined With Different Activators For The In-office Bleaching Technique On Enamel.

Abstract Objective. The aim of this study was to evaluate the alteration of human enamel bleached with high concentrations of hydrogen peroxide associated with different activators. Materials and methods. Fifty enamel/dentin blocks (4 × 4 mm) were obtained from human third molars and randomized divided according to the bleaching procedure (n = 10): G1 = 35% hydrogen peroxide (HP - Whiteness HP Maxx); G2 = HP + Halogen lamp (HL); G3 = HP + 7% sodium bicarbonate (SB); G4 = HP + 20% sodium hydroxide (SH); and G5 = 38% hydrogen peroxide (OXB - Opalescence Xtra Boost). The bleaching treatments were performed in three sessions with a 7-day interval between them. The enamel content, before (baseline) and after bleaching, was determined using an FT-Raman spectrometer and was based on the concentration of phosphate, carbonate, and organic matrix. Statistical analysis was performed using two-way ANOVA for repeated measures and Tukey's test. Results. The results showed no significant differences between time of analysis (p = 0.5175) for most treatments and peak areas analyzed; and among bleaching treatments (p = 0.4184). The comparisons during and after bleaching revealed a significant difference in the HP group for the peak areas of carbonate and organic matrix, and for the organic matrix in OXB and HP+SH groups. Tukey's analysis determined that the difference, peak areas, and the interaction among treatment, time and peak was statistically significant (p < 0.05). Conclusion. The association of activators with hydrogen peroxide was effective in the alteration of enamel, mainly with regards to the organic matrix.

Elaboration of sausage using minced fish of Nile tilapia filleting waste

The objective of this study was to evaluate the inclusion of minced fish (MF) (0, 20, 40, 60, 80 and 100%), obtained from Nile tilapia filleting waste, in sausage and determine their physicochemical, nutritional and sensory properties. The sausages showed a decrease in protein and increase in fat content with increasing inclusion of MF. The nutritional quality of the products was high, with digestibility over 85%. The parameters of texture instrumental and yellow color (b*) decreased with the increasing inclusion of MF. The sensory evaluation of the color showed that the maximum level of inclusion of MF was not well accepted by the panelists. The sausage with the best acceptance for the flavor attribute was those with 60% of MF. The results showed good nutritional quality of sausages utilizing MF of Nile tilapia filleting waste and according to the sensory evaluation, the maximum level of inclusion should not exceed 60%.

Lessons from the Terra Preta de Índios of the Amazon region for the utilisation of charcoal for soil amendment

The potential of charcoal and of partially combusted organic waste to mimic the soil organic matter of the Terras Pretas de Índios (Amazonian Dark Earths) from the Amazon Region is discussed. These materials serve as soil conditioners and as sequesterers of carbon in recalcitrant and in reactive forms. Studies carried out by Brazilian and by international groups have contributed to the emergence of an awareness of the compositions and of the uses of these materials. In this contribution we report on chemical studies that are leading to the development of a scientific and technological awareness, and of innovations that will have value in finding novel uses in applications to soil of chars from organic wastes such as those from the biofuel industry, and from metallurgical and various coal plant residues.

Screening process for activity determination of conductive oxide electrodes for organic oxidation

A modified method for the calculation of the normalized faradaic charge (q fN) is proposed. The method involves the simulation of an oxidation process, by cyclic voltammetry, by employing potentials in the oxygen evolution reaction region. The method is applicable to organic species whose oxidation is not manifested by a defined oxidation peak at conductive oxide electrodes. The variation of q fN for electrodes of nominal composition Ti/RuX Sn1-X O2 (x = 0.3, 0.2 and 0.1), Ti/Ir0.3Ti0.7O2 and Ti/Ru0.3Ti0.7O2 in the presence of various concentrations of formaldehyde was analyzed. It was observed that electrodes containing SnO2 are the most active for formaldehyde oxidation. Subsequently, in order to test the validity of the proposed model, galvanostatic electrolyses (40 mA cm-2) of two different formaldehyde concentrations (0.10 and 0.01 mol dm-3) were performed. The results are in agreement with the proposed model and indicate that this new method can be used to determine the relative activity of conductive oxide electrodes. In agreement with previous studies, it can be concluded that not only the nature of the electrode material, but also the organic species in solution and its concentration are important factors to be considered in the oxidation of organic compounds.