A new fluorescence method for determination of ozone in ambient air

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Indoor NO2 air pollution and lung function of professional cooks

Studies of cooking-generated NO2 effects are rare in occupational epidemiology. In the present study, we evaluated the lung function of professional cooks exposed to NO2 in hospital kitchens. We performed spirometry in 37 cooks working in four hospital kitchens and estimated the predicted FVC, FEV1 and FEF25-75, based on age, sex, race, weight, and height, according to Knudson standards. NO2 measurements were obtained for 4 consecutive days during 4 different periods at 20-day intervals in each kitchen. Measurements were performed inside and outside the kitchens, simultaneously using Palm diffusion tubes. A time/exposure indicator was defined as representative of the cumulative exposure of each cook. No statistically significant effect of NO2 exposure on FVC was found. Each year of work as a cook corresponded to a decrease in predicted FEV1 of 2.5% (P = 0.046) for the group as a whole. When smoking status and asthma were included in the analysis the effect of time/exposure decreased about 10% and lost statistical significance. on predicted FEF25-75, a decrease of 3.5% (P = 0.035) was observed for the same group and the inclusion of controllers for smoking status and asthma did not affect the effects of time/exposure on pulmonary function parameter. After a 10-year period of work as cooks the participants of the study may present decreases in both predicted FEV1 and FEF25-75 that can reach 20 and 30%, respectively. The present study showed small but statistically significant adverse effects of gas stove exposure on the lung function of professional cooks.

Estimativa da composição gasosa em embalagem de atmosfera modificada contendo mangas (mangifera indica l.) Cv. Keitt

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Effect of fish density during transportation on stress and mortality of juvenile Tambaqui Colossoma macropomum

The increased demand for juvenile tambaqui Colossoma macropomum for grow-out ponds and stocking programs in the Amazon state of Brazil has increased the transportation of this species. This study was designed to determine the optimum density of juvenile tambaqui during transportation in closed containers. Fish (51.9 ± 3.3 g and 14.9 ± 0.4 cm) were packed in sealed plastic bags and transported for 10 h at four densities: 78, 156, 234, and 312 kg/m3. After transportation, fish from each density were kept in separate 500-L tanks for 96 h. Mortality, 96-h cumulative mortality, water quality, and blood parameters (hematocrit, plasma cortisol, and glucose) were monitored. Fish mortality after transportation was significantly lower at densities of 78 and 156 kg/m3 than at 234 and 312 kg/m3. Cumulative mortality was significantly lower at a density of 78 kg/m3. Dissolved oxygen after 10 h of transportation remained high at a density of 78 kg/m3, but reached critically low values at all other densities. Ammonia concentration was highest at the lowest density and was lower at higher densities. Carbon dioxide concentration was lowest at the density of 78 kg/m3 but higher in the other treatments. Plasma glucose and cortisol increased significantly immediately after transportation at densities of 156, 234, and 312 kg/m3, returning to control values by 24 h. The best density for juvenile tambaqui during a 10-h transportation haul in a closed container was 78 kg/m3. At this density there was no fish mortality, water quality was kept within acceptable values, and fish were not stressed.

End-to-end validation of EPS / MetOp GOME-2 trace gas data

Within the next decade, the improved version 2 of Global Ozone Monitoring Experiment (GOME-2), a ultraviolet-visible spectrometer dedicated to the observation of key atmospheric trace species from space, will be launched successively on board three EUMETSAT Polar System (EPS) MetOp satellites. Starting with the launch of MetOp-1 scheduled for summer 2006, the GOME-2 series will extend till 2020 the global monitoring of atmospheric composition pioneered with ERS-2 GOME-1 since 1995 and enhanced with Envisat SCIAMACHY since 2002 and EOS-Aura OMI since 2004. For more than a decade, an international pool of scientific teams active in ground-and space-based ultraviolet-visible remote sensing have contributed to the successful post-launch validation of trace gas data products and the associated maturation of retrieval algorithms for the latter satellites, ensuring that geophysical data products are/become reliable and accurate enough for intended research and applications. Building on this experience, this consortium plans now to develop and carry out appropriate validation of a list of GOME-2 trace gas column data of both tropospheric and stratospheric relevance: nitrogen dioxide (NO 2), ozone (O 3), bromine monoxide (BrO), chlorine dioxide (OClO), formaldehyde (HCHO), and sulphur dioxide (SO 2). The proposed investigation will combine four complementary approaches resulting in an end-to-end validation of expected column data products.

GDP 4.0 transfer to SGP 3.0 for SCIAMACHY no2 column processing: Verification with SDOAS / GDOAS prototype algorithms and delta-validation with NDACC / UV-visible network data

Until mid 2006, SCIAMACHY data processors for the operational retrieval of nitrogen dioxide (NO2) column data were based on the historical version 2 of the GOME Data Processor (GDP). On top of known problems inherent to GDP 2, ground-based validations of SCIAMACHY NO2 data revealed issues specific to SCIAMACHY, like a large cloud-dependent offset occurring at Northern latitudes. In 2006, the GDOAS prototype algorithm of the improved GDP version 4 was transferred to the off-line SCIAMACHY Ground Processor (SGP) version 3.0. In parallel, the calibration of SCIAMACHY radiometric data was upgraded. Before operational switch-on of SGP 3.0 and public release of upgraded SCIAMACHY NO2 data, we have investigated the accuracy of the algorithm transfer: (a) by checking the consistency of SGP 3.0 with prototype algorithms; and (b) by comparing SGP 3.0 NO2 data with ground-based observations reported by the WMO/GAW NDACC network of UV-visible DOAS/SAOZ spectrometers. This delta-validation study concludes that SGP 3.0 is a significant improvement with respect to the previous processor IPF 5.04. For three particular SCIAMACHY states, the study reveals unexplained features in the slant columns and air mass factors, although the quantitative impact on SGP 3.0 vertical columns is not significant.

Balance of pH of chicks from eggs injected with ascorbic acid and subjected to thermal stress

This study aimed to verify that chicks from eggs injected with ascorbic acid and subjected to heat stress would have changes in acid-base balance, compared to chicks incubated at thermoneutral without injection of ascorbic acid. The parameters evaluated were blood pressure of carbon dioxide and oxygen, base excess, total carbon dioxide, concentration of sodium, potassium, ionized calcium, bicarbonate and pH of newly hatched male chicks, hatched from eggs injected with acid ascorbic acid (AA) and subjected to heat stress during incubation. The experimental design was completely randomized in factorial scheme 5 (application levels of ascorbic acid) x 2 (incubation temperatures). The data were subjected to analysis of variance using the General Linear Model procedure (GLM) of SAS ®. For the blood pH was observed significant interaction (p <0.05) between treatments with application in eggs and incubation temperatures. For the other parameters were not significant effects (p< 0.05) of AA level and neither temperature of incubation. Analyzing the unfolding of the interaction to pH was observed that chicks from eggs injected with 6% ascorbic acid and subjected to heat stress during incubation had a higher pH value compared with the thermoneutral temperature incubated (p <0.05). Therefore, it is suggested that the incubation of eggs in high temperature (39°C) can alter the metabolic rate of these embryos.

Imobilização e caracterização parcial de lipase produzida por Fusarium oxysporum em fermentação submersa

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Poluição do ar por veículos automotores e tipos de tempo em áreas metropolitanas: a elaboração de um roteiro metodológico

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Atmospheric pollution: influence on hospital admissions in paediatric rheumatic diseases

Objective: To investigate the lag structure effects from exposure to atmospheric pollution in acute outbursts in hospital admissions of paediatric rheumatic diseases (PRDs). Methods: Morbidity data were obtained from the Brazilian Hospital Information System in seven consecutive years, including admissions due to seven PRDs (juvenile idiopathic arthritis, systemic lupus erythematosus, dermatomyositis, Henoch-Schonlein purpura, polyarteritis nodosa, systemic sclerosis and ankylosing spondylitis). Cases with secondary diagnosis of respiratory diseases were excluded. Daily concentrations of inhaled particulate matter (PM10), sulphur dioxide (SO2) nitrogen dioxide (NO2), ozone (O-3) and carbon monoxide (CO) were evaluated. Generalized linear Poisson regression models controlling for short-term trend, seasonality, holidays, temperature and humidity were used. Lag structures and magnitude of air pollutants' effects were adopted to estimate restricted polynomial distributed lag models. Results: The total number of admissions due to acute outbursts PRD was 1,821. The SO2 interquartile range (7.79 mu g/m(3)) was associated with an increase of 1.98% (confidence interval 0.25-3.69) in the number of hospital admissions due to outcome studied after 14 days of exposure. This effect was maintained until day 17. Of note, the other pollutants, with the exception of O-3, showed an increase in the number of hospital admissions from the second week. Conclusion: This study is the first to demonstrate a delayed association between SO2 and PRD outburst, suggesting that oxidative stress reaction could trigger the inflammation of these diseases. Lupus (2012) 21, 526-533.

The surface exchange of trace gases in the tropics and savannas

ZusammenfassungDie Spurengase NOx (Stickstoffoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2)) haben massgeblichen Einfluss auf die Produktion von OH (Hydroxylradikal) und Ozon (O3) in der Troposphäre. Die Bodenemissionen dieser Gase sind weitgehend unbekannt. Das Ziel dieser Arbeit war, die für die NO Bodenemissionen relevanten Prozesse durch Labor und Feldmessungen zu untersuchen und diese durch Modellsimulationen für zwei Regionen, ein tropisches Regenwaldgebiet in Rondônia (Brasilien) und subtropische Savannen in Zimbabwe abzuschätzen. Unter Verwendung der gemessenen NO Werte ergaben die Simulationen mit einem modifizierten prozessorientierten Modell, dass Abholzung in den Tropen nach einer kurzzeitigen Erhöhung zu einer langfristigen Abnahme der Bodenemissionen führt. Ein 'up scaling' der Modellresultate ergab ausgehend von der ursprünglichen Bewaldung der Region eine Verdopplung der NO Bodenemission bis 1999. Sowohl für nährstoffarme Böden der Tropen als auch für die nährstoffreichen Savannenböden waren Landnutzung und Bodenfeuchte die wichtigsten Einflussgrössen für die Regulierung der Emissionen. Über den Zeitraum eines Jahres waren die Emissionsraten der Tropen (0.49 kgNhayr-1) ungefähr halb so gross wie die der subtropischen Savannen (0.86 kgNhayr-1). Solange die Abholzung der Regenwälder voranschreitet werden die Tropen starken Einfluss auf die troposphärische Chemie haben.

Entwicklung eines Spektralradiometers zur Bestimmung von aktinischer Strahlung und Photolysefrequenzen in bewölkter Atmosphäre

In dieser Arbeit wird ein neu entwickeltes Spektralradiometer zur Messung des solaren aktinischen Strahlungsflusses, speziell bei bewölkter Atmosphäre, vorgestellt. Das Meßsystem benutzt ein spezielles neu entwickeltes optisches Empfangssystem mit winkelunabhängiger Empfindlichkeit über den gesamten Raum (4pisr). Das Spektrometer besteht aus einem Gitterspektrographen und einer CCD-Kamera als Detektor, wodurch die schnelle simultane Messung eines Wellenlängenbereiches von 300nm bis 660nm ermöglicht wird. Zudem können Spektren von drei Empfangssystemen gleichzeitig aufgenommen werden, was zur höhenaufgelösten Messung des aktinischen Flusses verwendet wird. Photolysefrequenzen von Ozon, Stickstoffdioxid, und anderen für die troposphärische Chemie interessanten Molekülen werden mit Literaturdaten des molekularen Absorptionsquerschnitts und der Quantenausbeute und dem gemessenen aktinischen Strahlungsfluß berechnet. Zudem werden anhand von Spektren des aktinischen Flusses, die bei der Feldmeßkampagne BERLIOZ (BERLIn OZonexperiment) und bei Feldmessungen an einem 107m hohen Turm auf einem Berg (753m NN, Hunsrück) aufgenommen wurden, die Effekte unterschiedlicher Bewölkungssituationen untersucht. Als Ergebnis dieser Arbeit wurden verschiedene wellenlängenabhängige Effekte deutlich: bei partieller Bewölkung ist der aktinische Fluß am Erdboden gegenüber dem wolkenfreien Fall teilweise reduziert, aber auch erhöht, wobei diese Effekte mit zunehmender Wellenlänge größer werden. Oberhalb von Wolken ist der aktinische Fluß gegenüber dem wolkenfreien Fall erhöht. Dieser Effekt nimmt mit abnehmender Wellenlänge zu.

Quantifying and modeling ecosystem services provided by urban greening in cities of the Southern Alps, N Italy

Population growth in urban areas is a world-wide phenomenon. According to a recent United Nations report, over half of the world now lives in cities. Numerous health and environmental issues arise from this unprecedented urbanization. Recent studies have demonstrated the effectiveness of urban green spaces and the role they play in improving both the aesthetics and the quality of life of its residents. In particular, urban green spaces provide ecosystem services such as: urban air quality improvement by removing pollutants that can cause serious health problems, carbon storage, carbon sequestration and climate regulation through shading and evapotranspiration. Furthermore, epidemiological studies with controlled age, sex, marital and socio-economic status, have provided evidence of a positive relationship between green space and the life expectancy of senior citizens. However, there is little information on the role of public green spaces in mid-sized cities in northern Italy. To address this need, a study was conducted to assess the ecosystem services of urban green spaces in the city of Bolzano, South Tyrol, Italy. In particular, we quantified the cooling effect of urban trees and the hourly amount of pollution removed by the urban forest. The information was gathered using field data collected through local hourly air pollution readings, tree inventory and simulation models. During the study we quantified pollution removal for ozone, nitrogen dioxide, carbon monoxide and particulate matter (<10 microns). We estimated the above ground carbon stored and annually sequestered by the urban forest. Results have been compared to transportation CO2 emissions to determine the CO2 offset potential of urban streetscapes. Furthermore, we assessed commonly used methods for estimating carbon stored and sequestered by urban trees in the city of Bolzano. We also quantified ecosystem disservices such as hourly urban forest volatile organic compound emissions.

Global simulated soil biogenic nitric oxide (NO) emissions: Impact, improvement and innovation

rnNitric oxide (NO) is important for several chemical processes in the atmosphere. Together with nitrogen dioxide (NO2 ) it is better known as nitrogen oxide (NOx ). NOx is crucial for the production and destruction of ozone. In several reactions it catalyzes the oxidation of methane and volatile organic compounds (VOCs) and in this context it is involved in the cycling of the hydroxyl radical (OH). OH is a reactive radical, capable of oxidizing most organic species. Therefore, OH is also called the “detergent” of the atmosphere. Nitric oxide originates from several sources: fossil fuel combustion, biomass burning, lightning and soils. Fossil fuel combustion is the largest source. The others are, depending on the reviewed literature, generally comparable to each other. The individual sources show a different temporal and spatial pattern in their magnitude of emission. Fossil fuel combustion is important in densely populated places, where NO from other sources is less important. In contrast NO emissions from soils (hereafter SNOx) or biomass burning are the dominant source of NOx in remote regions.rnBy applying an atmospheric chemistry global climate model (AC-GCM) I demonstrate that SNOx is responsible for a significant part of NOx in the atmosphere. Furthermore, it increases the O3 and OH mixing ratio substantially, leading to a ∼10% increase in the oxidizing efficiency of the atmosphere. Interestingly, through reduced O3 and OH mixing ratios in simulations without SNOx, the lifetime of NOx increases in regions with other dominating sources of NOx

Kinetic modeling and experiments on gas uptake and chemical transformation of organic aerosol in the atmosphere

Aerosolpartikel beeinflussen das Klima durch Streuung und Absorption von Strahlung sowie als Nukleations-Kerne für Wolkentröpfchen und Eiskristalle. Darüber hinaus haben Aerosole einen starken Einfluss auf die Luftverschmutzung und die öffentliche Gesundheit. Gas-Partikel-Wechselwirkunge sind wichtige Prozesse, weil sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aerosolen wie Toxizität, Reaktivität, Hygroskopizität und optische Eigenschaften beeinflussen. Durch einen Mangel an experimentellen Daten und universellen Modellformalismen sind jedoch die Mechanismen und die Kinetik der Gasaufnahme und der chemischen Transformation organischer Aerosolpartikel unzureichend erfasst. Sowohl die chemische Transformation als auch die negativen gesundheitlichen Auswirkungen von toxischen und allergenen Aerosolpartikeln, wie Ruß, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Proteine, sind bislang nicht gut verstanden.rn Kinetische Fluss-Modelle für Aerosoloberflächen- und Partikelbulk-Chemie wurden auf Basis des Pöschl-Rudich-Ammann-Formalismus für Gas-Partikel-Wechselwirkungen entwickelt. Zunächst wurde das kinetische Doppelschicht-Oberflächenmodell K2-SURF entwickelt, welches den Abbau von PAK auf Aerosolpartikeln in Gegenwart von Ozon, Stickstoffdioxid, Wasserdampf, Hydroxyl- und Nitrat-Radikalen beschreibt. Kompetitive Adsorption und chemische Transformation der Oberfläche führen zu einer stark nicht-linearen Abhängigkeit der Ozon-Aufnahme bezüglich Gaszusammensetzung. Unter atmosphärischen Bedingungen reicht die chemische Lebensdauer von PAK von wenigen Minuten auf Ruß, über mehrere Stunden auf organischen und anorganischen Feststoffen bis hin zu Tagen auf flüssigen Partikeln. rn Anschließend wurde das kinetische Mehrschichtenmodell KM-SUB entwickelt um die chemische Transformation organischer Aerosolpartikel zu beschreiben. KM-SUB ist in der Lage, Transportprozesse und chemische Reaktionen an der Oberfläche und im Bulk von Aerosol-partikeln explizit aufzulösen. Es erforder im Gegensatz zu früheren Modellen keine vereinfachenden Annahmen über stationäre Zustände und radiale Durchmischung. In Kombination mit Literaturdaten und neuen experimentellen Ergebnissen wurde KM-SUB eingesetzt, um die Effekte von Grenzflächen- und Bulk-Transportprozessen auf die Ozonolyse und Nitrierung von Protein-Makromolekülen, Ölsäure, und verwandten organischen Ver¬bin-dungen aufzuklären. Die in dieser Studie entwickelten kinetischen Modelle sollen als Basis für die Entwicklung eines detaillierten Mechanismus für Aerosolchemie dienen sowie für das Herleiten von vereinfachten, jedoch realistischen Parametrisierungen für großskalige globale Atmosphären- und Klima-Modelle. rn Die in dieser Studie durchgeführten Experimente und Modellrechnungen liefern Beweise für die Bildung langlebiger reaktiver Sauerstoff-Intermediate (ROI) in der heterogenen Reaktion von Ozon mit Aerosolpartikeln. Die chemische Lebensdauer dieser Zwischenformen beträgt mehr als 100 s, deutlich länger als die Oberflächen-Verweilzeit von molekularem O3 (~10-9 s). Die ROIs erklären scheinbare Diskrepanzen zwischen früheren quantenmechanischen Berechnungen und kinetischen Experimenten. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der chemischen Transformation sowie in den negativen Gesundheitseffekten von toxischen und allergenen Feinstaubkomponenten, wie Ruß, PAK und Proteine. ROIs sind vermutlich auch an der Zersetzung von Ozon auf mineralischem Staub und an der Bildung sowie am Wachstum von sekundären organischen Aerosolen beteiligt. Darüber hinaus bilden ROIs eine Verbindung zwischen atmosphärischen und biosphärischen Mehrphasenprozessen (chemische und biologische Alterung).rn Organische Verbindungen können als amorpher Feststoff oder in einem halbfesten Zustand vorliegen, der die Geschwindigkeit von heterogenen Reaktionenen und Mehrphasenprozessen in Aerosolen beeinflusst. Strömungsrohr-Experimente zeigen, dass die Ozonaufnahme und die oxidative Alterung von amorphen Proteinen durch Bulk-Diffusion kinetisch limitiert sind. Die reaktive Gasaufnahme zeigt eine deutliche Zunahme mit zunehmender Luftfeuchte, was durch eine Verringerung der Viskosität zu erklären ist, bedingt durch einen Phasenübergang der amorphen organischen Matrix von einem glasartigen zu einem halbfesten Zustand (feuchtigkeitsinduzierter Phasenübergang). Die chemische Lebensdauer reaktiver Verbindungen in organischen Partikeln kann von Sekunden bis zu Tagen ansteigen, da die Diffusionsrate in der halbfesten Phase bei niedriger Temperatur oder geringer Luftfeuchte um Größenordnungen absinken kann. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen wie halbfeste Phasen die Auswirkung organischeer Aerosole auf Luftqualität, Gesundheit und Klima beeinflussen können. rn