Behaviour and fate of metals in urban wastewater treatment plants: a review

The concerns on metals in urban wastewater treatment plants (WWTPs) are mainly related to its contents in discharges to environment, namely in the final effluent and in the sludge produced. In the near future, more restrictive limits will be imposed to final effluents, due to the recent guidelines of the European Water Framework Directive (EUWFD). Concerning the sludge, at least seven metals (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn) have been regulated in different countries, four of which were classified by EUWFD as priority substances and two of which were also classified as hazardous substances. Although WWTPs are not designed to remove metals, the study of metals behaviour in these systems is a crucial issue to develop predictive models that can help more effectively the regulation of pre-treatment requirements and contribute to optimize the systems to get more acceptable metal concentrations in its discharges. Relevant data have been published in the literature in recent decades concerning the occurrence/fate/behaviour of metals in WWTPs. However, the information is dispersed and not standardized in terms of parameters for comparing results. This work provides a critical review on this issue through a careful systematization, in tables and graphs, of the results reported in the literature, which allows its comparison and so its analysis, in order to conclude about the state of the art in this field. A summary of the main consensus, divergences and constraints found, as well as some recommendations, is presented as conclusions, aiming to contribute to a more concerted action of future research. © 2015, Islamic Azad University (IAU).

Regional Guidelines for the Search of Patients, their Belongings and the Environment of Care within Adult Mental Health and Learning Disability Inpatient Settings

The overarching purpose of these guidelines is to ensure the safety and promote the protection of patients, staff and visitors by ensuring that dangerous items or hazardous substances are not brought into the in-patient setting, including illicit substances, prescribed / over the counter medications, dangerous items and alcohol or any other hazardous or potentially hazardous item or substance.

Chemical products : basic guide on labelling and safety data sheets

Hazardous chemical products have to comply with, amongst others, the provisions of a correct classification of danger, labelling and compilation of the safety data sheets. The aim is to protect people's health and the environment from exposure to hazardous chemicals- especially the health and safety of direct users, professionals or not, and the general public, via environmental exposure. This publication is intended to contribute to the knowledge of the objectives and basic aspects of these legal provisions, and thereby increase their degree of compliance in Andalusia and other european regions. This Guide is directed toward those people who, in the development of their professional activities, are in one way or another in contact with dangerous chemical products.

Chemical products : basic guide on labelling and safety data sheets

Hazardous chemical products have to comply with, amongst others, the provisions of a correct classification of danger, labelling and compilation of the safety data sheets. The aim is to protect people's health and the environment from exposure to hazardous chemicals- especially the health and safety of direct users, professionals or not, and the general public, via environmental exposure. This publication is intended to contribute to the knowledge of the objectives and basic aspects of these legal provisions, and thereby increase their degree of compliance in Andalusia and other european regions. This Guide is directed toward those people who, in the development of their professional activities, are in one way or another in contact with dangerous chemical products.

Productos químicos : guía básica de etiquetado y fichas de datos de seguridad. 3ª ed. corr. y ampl.

Publicado en la página web de la Consejería de Salud y Bienestar Social: www.juntadeandalucia.es/salud (Consejería de Salud y Bienestar Social / Ciudadanía / Nuestra Salud / Medio ambiente y Salud / Productos Químicos y riesgos sanitarios)

Productos químicos : peligrosidad y control del riesgo sanitario

Publicado en la página web de la Consejería de Salud y Bienestar Social: www.juntadeandalucia.es/salud (Consejería de Salud y Bienestar Social / Ciudadanía / Nuestra Salud / Medio ambiente y Salud / Productos Químicos y riesgos sanitarios)

Productos químicos : peligrosidad y control del riesgo sanitario

Publicado en la página web de la Consejería de Salud y Bienestar Social: www.juntadeandalucia.es/salud (Consejería de Salud y Bienestar Social / Ciudadanía / Nuestra Salud / Medio ambiente y Salud / Productos Químicos y riesgos sanitarios)

Adipose tissue concentrations of persistent organic pollutants and total cancer risk in an adult cohort from Southern Spain: preliminary data from year 9 of the follow-up.

There is an increasing trend in the incidence of cancer worldwide, and it has been accepted that environmental factors account for an important proportion of the global burden. The present paper reports preliminary findings on the influence of the historical exposure to a group of persistent organic pollutants on total cancer risk, at year 9 in the follow-up of a cohort from Southern Spain. A cohort of 368 participants (median age 51 years) was recruited in 2003. Their historical exposure was estimated by analyzing residues of persistent organic pollutants in adipose tissue. Estimation of cancer incidence was based on data from a population-based cancer registry. Statistical analyses were performed using multivariable Cox-regression models. In males, PCB 153 concentrations were positively associated with total cancer risk, with an adjusted hazard ratio (95% confidence interval) of 1.20 (1.01-1.41) for an increment of 100 ng/g lipid. Our preliminary findings suggest a potential relationship between the historical exposure to persistent organic pollutants and the risk of cancer in men. However, these results should be interpreted with caution and require verification during the future follow-up of this cohort.

Contribution of in vitro neurotoxicology studies to the elucidation of neurodegenerative processes.

Only a small percentage of neurodegenerative diseases like Alzheimer's disease and Parkinson's disease is directly related to familial forms. The etiology of the most abundant, sporadic forms seems to involve both genetic and environmental factors. Environmental compounds are now extensively studied for their possible contribution to neurodegeneration. Chemicals were found which were able to reproduce symptoms of known neurodegenerative diseases, others may either predispose to the onset of neurodegeneration, or exacerbate distinct pathogenic processes of these diseases. In any case, in vitro studies performed with models presenting various degrees of complexity have shown that many environmental compounds have the potential to cause neurodegeneration, through a variety of pathways similar to those described in neurodegenerative diseases. Since the population is exposed to a huge number of potentially neurotoxic compounds, there is an important need for rapid and efficient procedures for hazard evaluation. Xenobiotics elicit a cascade of reactions that, most of the time, involve numerous interactions between the different brain cell types. A reliable in vitro model for the detection of environmental toxins potentially at risk for neurodegenerative diseases should therefore allow maximal cell-cell interactions and multiparametric endpoints determination. The combined use of in vitro models and new analytical approaches using "omics" technologies should help to map toxicity pathways, and advance our understanding of the possible role of xenobiotics in the etiology of neurodegenerative diseases.

Veille bibliographique sur la surveillance biologique de l'exposition aux produits chimiques en milieu de travail : mise en place d'un réseau francophone multidisciplinaire

L'article présente les étapes de la mise en place d'une veille bibliographique (ou veille scientifique) thématique effectuée conjointement depuis 2005 par 4 institutions francophones du domaine de la santé au travail : l'INRS (France), l'IRSST (Québec), l'IST (Suisse) et l'UCL (Belgique).La thématique suivie est celle de la surveillance biologique de l'exposition aux produits chimiques en milieu de travail. Les données recueillies et mises en forme par les documentalistes servent aux chercheurs spécialistes du sujet non seulement pour suivre les nouveautés du domaine, mais aussi pour documenter des cours et mettre à jour des guides de surveillance biologique. Les différentes étapes de l'approche méthodologique du projet sont décrites : le choix des bases de données à interroger et la mise au point de la stratégie de recherche, la mise en place d'une procédure de partage des tâches pour toutes les étapes du processus de veille qui se répètent à chaque mise à jour (interrogation, création de bases de données avec le logiciel Reference Manager, mise en forme et indexation des références, création et mise à disposition des partenaires des bases de données consolidées au fil du temps avec tous les articles analysés), les moyens administratifs, humains et techniques d'échange de fichiers et les essais pour élargir la veille à la surveillance de pages Web sélectionnées.Un bilan chiffré des six années de la veille est également donné.L'information récoltée et analysée durant les deux dernières années par les partenaires du projet fera l'objet d'un second article axé sur les principales tendances de la thématique choisie.

Evaluation of Sikora instead of SMP buffer to estimate the potential acidity of brazilian soils

Despite the efficiency of the Shoemaker, McLean, Pratt (SMP) buffer method in estimating soil acidity, the presence of p-nitrophenol and potassium chromate in the solution, both hazardous substances, has caused increasing environmental concerns. The purpose of this study was to test Sikora method (Sikora, 2006) as an alternative to the adapted SMP buffer method, generally used to estimate potential acidity of Southern Brazilian soils. For the test, 21 soils in the South and Cerrado regions of Brazil were sampled. (1) The potential acidity values of these soils range from 35.95 to 4.02 cmol c kg-1 of soil, reflecting a wide acidity variation. The Sikora buffer does not mimic the adapted SMP buffer used in Southern Brazil, since the former has a low ability to distinguish soils with different acidity from each other, probably due to the higher buffer capacity than of the adapted SMP solution.

Reversible and irreversible pollutant-induced bacterial cellular stress effects measured by ethidium bromide uptake and efflux.

Chemical pollution is known to affect microbial community composition but it is poorly understood how toxic compounds influence physiology of single cells that may lay at the basis of loss of reproductive fitness. Here we analyze physiological disturbances of a variety of chemical pollutants at single cell level using the bacterium Pseudomonas fluorescens in an oligotrophic growth assay. As a proxy for physiological disturbance we measured changes in geometric mean ethidium bromide (EB) fluorescence intensities in subpopulations of live and dividing cells exposed or not exposed to different dosages of tetradecane, 4-chlorophenol, 2-chlorobiphenyl, naphthalene, benzene, mercury chloride, or water-dissolved oil fractions. Because ethidium bromide efflux is an energy-dependent process any disturbance in cellular energy generation is visible as an increased cytoplasmic fluorescence. Interestingly, all pollutants even at the lowest dosage of 1 nmol/mL culture produced significantly increased ethidium bromide fluorescence compared to nonexposed controls. Ethidium bromide fluorescence intensities increased upon pollutant exposure dosage up to a saturation level, and were weakly (r(2) = 0.3905) inversely correlated to the proportion of live cells at that time point in culture. Temporal increase in EB fluorescence of growing cells is indicative for toxic but reversible effects. Cells displaying high continued EB fluorescence levels experience constant and permanent damage, and no longer contribute to population growth. The procedure developed here using bacterial ethidium bromide efflux pump activity may be a useful complement to screen sublethal toxicity effects of chemicals.

Multiscale descriptions of density-driven flow instabilities in porous media

Les instabilités engendrées par des gradients de densité interviennent dans une variété d'écoulements. Un exemple est celui de la séquestration géologique du dioxyde de carbone en milieux poreux. Ce gaz est injecté à haute pression dans des aquifères salines et profondes. La différence de densité entre la saumure saturée en CO2 dissous et la saumure environnante induit des courants favorables qui le transportent vers les couches géologiques profondes. Les gradients de densité peuvent aussi être la cause du transport indésirable de matières toxiques, ce qui peut éventuellement conduire à la pollution des sols et des eaux. La gamme d'échelles intervenant dans ce type de phénomènes est très large. Elle s'étend de l'échelle poreuse où les phénomènes de croissance des instabilités s'opèrent, jusqu'à l'échelle des aquifères à laquelle interviennent les phénomènes à temps long. Une reproduction fiable de la physique par la simulation numérique demeure donc un défi en raison du caractère multi-échelles aussi bien au niveau spatial et temporel de ces phénomènes. Il requiert donc le développement d'algorithmes performants et l'utilisation d'outils de calculs modernes. En conjugaison avec les méthodes de résolution itératives, les méthodes multi-échelles permettent de résoudre les grands systèmes d'équations algébriques de manière efficace. Ces méthodes ont été introduites comme méthodes d'upscaling et de downscaling pour la simulation d'écoulements en milieux poreux afin de traiter de fortes hétérogénéités du champ de perméabilité. Le principe repose sur l'utilisation parallèle de deux maillages, le premier est choisi en fonction de la résolution du champ de perméabilité (grille fine), alors que le second (grille grossière) est utilisé pour approximer le problème fin à moindre coût. La qualité de la solution multi-échelles peut être améliorée de manière itérative pour empêcher des erreurs trop importantes si le champ de perméabilité est complexe. Les méthodes adaptatives qui restreignent les procédures de mise à jour aux régions à forts gradients permettent de limiter les coûts de calculs additionnels. Dans le cas d'instabilités induites par des gradients de densité, l'échelle des phénomènes varie au cours du temps. En conséquence, des méthodes multi-échelles adaptatives sont requises pour tenir compte de cette dynamique. L'objectif de cette thèse est de développer des algorithmes multi-échelles adaptatifs et efficaces pour la simulation des instabilités induites par des gradients de densité. Pour cela, nous nous basons sur la méthode des volumes finis multi-échelles (MsFV) qui offre l'avantage de résoudre les phénomènes de transport tout en conservant la masse de manière exacte. Dans la première partie, nous pouvons démontrer que les approximations de la méthode MsFV engendrent des phénomènes de digitation non-physiques dont la suppression requiert des opérations de correction itératives. Les coûts de calculs additionnels de ces opérations peuvent toutefois être compensés par des méthodes adaptatives. Nous proposons aussi l'utilisation de la méthode MsFV comme méthode de downscaling: la grille grossière étant utilisée dans les zones où l'écoulement est relativement homogène alors que la grille plus fine est utilisée pour résoudre les forts gradients. Dans la seconde partie, la méthode multi-échelle est étendue à un nombre arbitraire de niveaux. Nous prouvons que la méthode généralisée est performante pour la résolution de grands systèmes d'équations algébriques. Dans la dernière partie, nous focalisons notre étude sur les échelles qui déterminent l'évolution des instabilités engendrées par des gradients de densité. L'identification de la structure locale ainsi que globale de l'écoulement permet de procéder à un upscaling des instabilités à temps long alors que les structures à petite échelle sont conservées lors du déclenchement de l'instabilité. Les résultats présentés dans ce travail permettent d'étendre les connaissances des méthodes MsFV et offrent des formulations multi-échelles efficaces pour la simulation des instabilités engendrées par des gradients de densité. - Density-driven instabilities in porous media are of interest for a wide range of applications, for instance, for geological sequestration of CO2, during which CO2 is injected at high pressure into deep saline aquifers. Due to the density difference between the C02-saturated brine and the surrounding brine, a downward migration of CO2 into deeper regions, where the risk of leakage is reduced, takes place. Similarly, undesired spontaneous mobilization of potentially hazardous substances that might endanger groundwater quality can be triggered by density differences. Over the last years, these effects have been investigated with the help of numerical groundwater models. Major challenges in simulating density-driven instabilities arise from the different scales of interest involved, i.e., the scale at which instabilities are triggered and the aquifer scale over which long-term processes take place. An accurate numerical reproduction is possible, only if the finest scale is captured. For large aquifers, this leads to problems with a large number of unknowns. Advanced numerical methods are required to efficiently solve these problems with today's available computational resources. Beside efficient iterative solvers, multiscale methods are available to solve large numerical systems. Originally, multiscale methods have been developed as upscaling-downscaling techniques to resolve strong permeability contrasts. In this case, two static grids are used: one is chosen with respect to the resolution of the permeability field (fine grid); the other (coarse grid) is used to approximate the fine-scale problem at low computational costs. The quality of the multiscale solution can be iteratively improved to avoid large errors in case of complex permeability structures. Adaptive formulations, which restrict the iterative update to domains with large gradients, enable limiting the additional computational costs of the iterations. In case of density-driven instabilities, additional spatial scales appear which change with time. Flexible adaptive methods are required to account for these emerging dynamic scales. The objective of this work is to develop an adaptive multiscale formulation for the efficient and accurate simulation of density-driven instabilities. We consider the Multiscale Finite-Volume (MsFV) method, which is well suited for simulations including the solution of transport problems as it guarantees a conservative velocity field. In the first part of this thesis, we investigate the applicability of the standard MsFV method to density- driven flow problems. We demonstrate that approximations in MsFV may trigger unphysical fingers and iterative corrections are necessary. Adaptive formulations (e.g., limiting a refined solution to domains with large concentration gradients where fingers form) can be used to balance the extra costs. We also propose to use the MsFV method as downscaling technique: the coarse discretization is used in areas without significant change in the flow field whereas the problem is refined in the zones of interest. This enables accounting for the dynamic change in scales of density-driven instabilities. In the second part of the thesis the MsFV algorithm, which originally employs one coarse level, is extended to an arbitrary number of coarse levels. We prove that this keeps the MsFV method efficient for problems with a large number of unknowns. In the last part of this thesis, we focus on the scales that control the evolution of density fingers. The identification of local and global flow patterns allows a coarse description at late times while conserving fine-scale details during onset stage. Results presented in this work advance the understanding of the Multiscale Finite-Volume method and offer efficient dynamic multiscale formulations to simulate density-driven instabilities. - Les nappes phréatiques caractérisées par des structures poreuses et des fractures très perméables représentent un intérêt particulier pour les hydrogéologues et ingénieurs environnementaux. Dans ces milieux, une large variété d'écoulements peut être observée. Les plus communs sont le transport de contaminants par les eaux souterraines, le transport réactif ou l'écoulement simultané de plusieurs phases non miscibles, comme le pétrole et l'eau. L'échelle qui caractérise ces écoulements est définie par l'interaction de l'hétérogénéité géologique et des processus physiques. Un fluide au repos dans l'espace interstitiel d'un milieu poreux peut être déstabilisé par des gradients de densité. Ils peuvent être induits par des changements locaux de température ou par dissolution d'un composé chimique. Les instabilités engendrées par des gradients de densité revêtent un intérêt particulier puisque qu'elles peuvent éventuellement compromettre la qualité des eaux. Un exemple frappant est la salinisation de l'eau douce dans les nappes phréatiques par pénétration d'eau salée plus dense dans les régions profondes. Dans le cas des écoulements gouvernés par les gradients de densité, les échelles caractéristiques de l'écoulement s'étendent de l'échelle poreuse où les phénomènes de croissance des instabilités s'opèrent, jusqu'à l'échelle des aquifères sur laquelle interviennent les phénomènes à temps long. Etant donné que les investigations in-situ sont pratiquement impossibles, les modèles numériques sont utilisés pour prédire et évaluer les risques liés aux instabilités engendrées par les gradients de densité. Une description correcte de ces phénomènes repose sur la description de toutes les échelles de l'écoulement dont la gamme peut s'étendre sur huit à dix ordres de grandeur dans le cas de grands aquifères. Il en résulte des problèmes numériques de grande taille qui sont très couteux à résoudre. Des schémas numériques sophistiqués sont donc nécessaires pour effectuer des simulations précises d'instabilités hydro-dynamiques à grande échelle. Dans ce travail, nous présentons différentes méthodes numériques qui permettent de simuler efficacement et avec précision les instabilités dues aux gradients de densité. Ces nouvelles méthodes sont basées sur les volumes finis multi-échelles. L'idée est de projeter le problème original à une échelle plus grande où il est moins coûteux à résoudre puis de relever la solution grossière vers l'échelle de départ. Cette technique est particulièrement adaptée pour résoudre des problèmes où une large gamme d'échelle intervient et évolue de manière spatio-temporelle. Ceci permet de réduire les coûts de calculs en limitant la description détaillée du problème aux régions qui contiennent un front de concentration mobile. Les aboutissements sont illustrés par la simulation de phénomènes tels que l'intrusion d'eau salée ou la séquestration de dioxyde de carbone.