In vitro exposure of acer negundo pollen to atmospheric levels of SO2 and NO2: effects on allergenicity and germination

In the last years, a rising trend of pollen allergies in urban areas has been attributed to atmospheric pollution. In this work, we investigated the effects of SO2 and NO2 on the protein content, allergenicity, and germination rate of Acer negundo pollen. A novel environmental chamber was assembled to exposure pollen samples with SO2 or NO2 at two different levels: just below and two times the atmospheric hour-limit value acceptable for human health protection in Europe. Results showed that protein content was lower in SO2- exposed pollen samples and slightly higher in NO2-exposed pollen compared to the control sample. No different polypeptide profiles were revealed by SDSPAGE between exposed and nonexposed pollen, but the immunodetection assays indicated higher IgE recognition by all sera of sensitized patients to Acer negundo pollen extracts in all exposed samples in comparison to the nonexposed samples. A decrease in the germination rate of exposed in contrast to nonexposed pollen was verified, which was more pronounced for NO2-exposed samples. Our results indicated that in urban areas, concentrations of SO2 and NO2 below the limits established for human protection can indirectly aggravate pollen allergy on predisposed individuals and affect plant reproduction.

Spatial-temporal modellization of the NO2 concentration data through geostatistical tools

The nitrogen dioxide is a primary pollutant, regarded for the estimation of the air quality index, whose excessive presence may cause significant environmental and health problems. In the current work, we suggest characterizing the evolution of NO2 levels, by using geostatisti- cal approaches that deal with both the space and time coordinates. To develop our proposal, a first exploratory analysis was carried out on daily values of the target variable, daily measured in Portugal from 2004 to 2012, which led to identify three influential covariates (type of site, environment and month of measurement). In a second step, appropriate geostatistical tools were applied to model the trend and the space-time variability, thus enabling us to use the kriging techniques for prediction, without requiring data from a dense monitoring network. This method- ology has valuable applications, as it can provide accurate assessment of the nitrogen dioxide concentrations at sites where either data have been lost or there is no monitoring station nearby.

Contaminació atmosfèrica pels municipis de Granollers i Santa Coloma de Gramanet pels anys 2005-2006 dels contaminants SO2, NO2, NO, CO i O3

El Govern de la Generalitat de Catalunya va aprovar, el 23 de maig de 2006, el Decret 226/2006, que declara diferents municipis zones de protecció especial i estableix que s’ha d’elaborar el pla d’actuació per millorar la qualitat de l’aire. El departament de Medi Ambient i Habitatge ha elaborat una memòria en relació al projecte de Decret per a la declaració de les zones de protecció especial pels contaminants diòxid de nitrogen i partícules en suspensió inferior a 10 micres. Aquest projecte però s’ha enfocat a avaluar l’impacte de contaminants que no estan esmentats en la memòria elaborada pel Departament de Medi Ambient i Habitatge de la Generalitat en relació al projecte del Decret 226/2006 i s’han considerat igual d’importants els precursors de la pluja àcida, de l’efecte hivernacle i de l’smog fotoquímic (CO2, NO, NO2, SO2, O3). Per tant el treball pretén la comparativa d’aquests contaminants que no entren dins aquest decret per a dues zones en dos anys consecutius 2005 i 2006. La zona 1 (Barcelona), que és la més problemàtica, i la zona 2, que és la que pertoca a l’Ajuntament de Granollers. Es van agafar el municipi de Granollers ja que es un projecte vinculat a l’Ajuntament d’aquest municipi i un municipi amb característiques semblants a Granollers però situat en la zona 1, Zona de Barcelona, per fer la comparativa.

Influencia de la altura, la distancia de los tubos a la calle, la anchura de la calle, el tráfico y la densidad de vehículos sobre la concentración de NO2

Durante las primeras décadas del s. XX se contempló un importante aumento de las enfermedades coronarias, este hecho estimuló la investigación sobre las causas de dichas enfermedades. En 1978, y para investigar este fenómeno se inició el estudio REGICOR en el Hospital Josep Trueta de Girona. En el s. XX también se contempló un creciente problema de contaminación de las atmósferas urbanas, esto hizo que diferentes científicos estudiaran las relaciones entre las enfermedades coronarias y la contaminación atmosférica en áreas urbanas (Godish, 1997; Krupa & Legge, 2000; Brook et al., 2004 y Krewski et al., 2004). El proyecto realizado está situado en el contexto del primer estudio realizado en España que investiga los efectos sobre la salud de la contaminación atmosférica (REGICOR 2000-AIR). En el proyecto se pretende investigar la influencia de diferentes factores (distancia de los tubos a la calle, altura de los tubos, anchura de la calle, tráfico y densidad de tráfico) sobre la contaminación atmosférica de las ciudades de Girona y Salt, con el fin de poder caracterizar lo mejor posible la exposición a contaminación atmosférica. Para este fin se utilizará el NO2 como marcador de contaminación atmosférica y se seleccionaran varios puntos de muestreo en las dos ciudades dónde se pondrán captadores de NO2 para la medición de dicha contaminación. Después, y mediante un análisis estadístico, se podrá determinar la influencia de los factores en la variación de concentración de NO2 en el área seleccionada.

Monitoramento atmosférico passivo de SO2, NO2 e O3 em áreas urbanas e de influência industrial como prática de química ambiental para alunos de graduação

This study is a result of undergraduate student participation in the Environmental Chemistry discipline provided by the Chemistry Institute/UFBA. The students were involved in the development of passive samplers, a project of the LAQUAM (Environmental Analytical Chemistry Laboratory). The students' residences and other neighborhoods were used to create a passive sampling network, allowing the measurement of atmospheric levels of pollutants in urban areas and in those under industrial influence. The assembly of the passive samplers, including impregnation of filters and chemical analysis were part of the students' practice tasks. The results were analyzed taking into consideration the Brazilian legislation.

Avaliação de NO2 na atmosfera de ambientes externos e internos na cidade de Araraquara, São Paulo

The seasonal behavior of NO2 concentration shows a maximum occurring during sugarcane crop and this suggests that the biomass burning is significant source of emission at this time of the year. Along the day, the variation of the NO2 showed a decrease during the increased sunlight and an increase thereafter, caused by occurrence of photochemical reactions. Measurements of NO2 were done inside of residential and industrial kitchens and also inside of a parking garage located in the underground of a supermarket building. The indoor concentrations of NO2 were significantly higher than the concentrations of the external atmosphere and it shows the importance of the sources of internal emissions.

Dft theoretical study of energetic nitrogen-rich C4N6H8-n(NO2)n derivatives

Density functional theory (DFT) calculations at the B3LYP/6-31G** theoretical level were performed for a series of guanidine-fused bicyclic skeleton derivatives C4N6H8-n(NO2)n (n = 1 - 6). The heats of formation (HOFs) were calculated by isodesmic reactions, and the detonation properties were evaluated using the Kamlet - Jacobs equations. The bond dissociation energies were also analyzed to investigate the thermal stability and sensitivity of the compounds. The results show that all of the derivatives have high positive HOFs, compound G has the highest theoretical density, and compound F1 has the highest detonation velocity and detonation pressure. Considering both the detonation properties and thermal stabilities, compounds D1 and D4 (3 nitro substituents), E1 - E6 (4 nitro substituents), and G (6 nitro substituents) can be regarded as potential candidates for high-energy density materials.

Processos diurnos e noturnos de remoção de NO2 e NH3 atmosféricos na região de Araraquara-SP

Os óxidos de nitrogênio e a amônia são os mais importantes compostos gasosos nitrogenados emitidos para a atmosfera e possuem grande interesse ambiental. Na atmosfera, esses compostos podem sofrer diversas reações resultando em mudanças nas propriedades químicas e físicas da atmosfera. Atividades humanas, principalmente relacionadas com produção de alimentos, energia e uso de fertilizantes têm aumentado as emissões dessas espécies nitrogenadas para o ambiente, causando distúrbios no seu ciclo natural. Com o objetivo de avaliar as variações dos níveis de concentração e inferir sobre os processos de remoção de compostos de nitrogênio da atmosfera na região de Araraquara, foram feitas determinações em paralelo de amônia (NH3) e dióxido de nitrogênio (NO2). Os resultados de concentração mostraram a estreita correlação entre esses compostos na atmosfera, que sugerem diferentes processos de remoção em diferentes épocas do ano.

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.

Prévision du NO2 en utilisant la méthode du réseau de neurones

Cet article décrit une procédure de modélisation du phénomène de dispersion de la concentration du dioxyde de nitrogène (NO2) en utilisant la technique du perceptron multicouche (MLP). Notre objectif est de prouver que la concentration du NO2 est une variable autorégressive et expliquée par des variables météorologiques. Pour ce faire, nous avons procédé par trois étapes : dans la première étape nous avons utilisé la variable concentration NO2 uniquement, dans la seconde étape nous avons utilisé les variables météorologiques uniquement et dans la troisième étape nous avons utilisé la concentration du NO2 combinée avec les variables météorologiques. Les résultats ont montré que le troisième cas est plus performant que les deux autres ce qui prouve notre hypothèse.

Photoemission optogalvanic effect studies in N2, NO2 and Ar discharges under pulsed laser excitation

A two-photon induced photoemission optogalvanic effect which brings about a change in the discharge voltage when a pulsed dye laser beam is focused on a tungsten electrode has been described. The experiment is performed with N2, NO2 and Ar discharges. The magnitude of the signal voltage is studied as a function of laser energy and discharge current. The effective quantum efficiency in the discharge is found to be larger than that in the vacuum condition.

Photoemission optogalvanic effect studies in N2, NO2 and Ar discharges under pulsed laser excitation

A two-photon induced photoemission optogalvanic effect which brings about a change in the discharge voltage when a pulsed dye laser beam is focused on a tungsten electrode has been described. The experiment is performed with N2, NO2 and Ar discharges. The magnitude of the signal voltage is studied as a function of laser energy and discharge current. The effective quantum efficiency in the discharge is found to be larger than that in the vacuum condition.

Development of semiconductor metal oxide gas sensors for the detection of NO2 and H2S gases

One of the main challenges in the development of metal-oxide gas sensors is enhancement of selectivity to a particular gas. Currently, two general approaches exist for enhancing the selective properties of sensors. The first one is aimed at preparing a material that is specifically sensitive to one compound and has low or zero cross-sensitivity to other compounds that may be present in the working atmosphere. To do this, the optimal temperature, doping elements, and their concentrations are investigated. Nonetheless, it is usually very difficult to achieve an absolutely selective metal oxide gas sensor in practice. Another approach is based on the preparation of materials for discrimination between several analyte in a mixture. It is impossible to do this by using one sensor signal. Therefore, it is usually done either by modulation of sensor temperature or by using sensor arrays. The present work focus on the characterization of n-type semiconducting metal oxides like Tungsten oxide (WO3), Zinc Oxide (ZnO) and Indium oxide (In2O3) for the gas sensing purpose. For the purpose of gas sensing thick as well as thin films were fabricated. Two different gases, NO2 and H2S gases were selected in order to study the gas sensing behaviour of these metal oxides. To study the problem associated with selectivity the metal oxides were doped with metals and the gas sensing characteristics were investigated. The present thesis is entitled “Development of semiconductor metal oxide gas sensors for the detection of NO2 and H2S gases” and consists of six chapters.

Spektrometrische Bestimmung der NO2-Konzentration im Abgas von Lastkraftwagen mit Dieselmotor unter Verwendung eines elektrostatisch durchstimmbaren Fabry-Pérot-Filters zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches und der Schadstoffemissionen

Die Reduktion von Schadstoff-Emissionen und des Kraftstoffverbrauches sind für die Einhaltung von immer strenger werdenden Abgasgrenzwerten zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Vegetation von großer gesellschaftlicher Bedeutung. Ob Deutschland die innerstädtischen Immissionsgrenzwerte der Europäischen Union (EU) für Stickstoffdioxid (NO2) ab 2010 einhalten wird, ist fraglich. Vor allem Lastkraftwagen mit Dieselmotor emittieren einen Großteil dieses Schadstoffes, sodass man mit einer Senkung der NO2-Emissionen dem gesetzten Ziel der Einhaltung der von der EU festgelegten NO2-Immisionsgrenzwerte bereits erheblich näher kommen würde. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob mit der Kenntnis der NO2-Konzentration im Abgas von Lastkraftwagen mit Dieselmotor mittels Spektroskopie eine Reduzierung der NO2-Emissionen und eine Senkung des Kraftstoffverbrauches erreicht werden kann. Hierzu muss sowohl die Bestimmung der NO2-Konzentration aus der spektralen Analyse des Abgases möglich sein, als auch die Herstellung eines mikromechanisch durchstimmbaren optischen Fabry-Pérot-Filters mit Bragg-Spiegeln, der die Voraussetzungen erfüllt, das für die spektrale Analyse benötigte Spektrum quantifizieren zu können. Zusätzlich soll mit Hilfe der aus den Spektren extrahierten Information eine in Echtzeit gemessene NO2-Konzentration im Abgas ableitbar sein. Damit sollen Kraftstoff eingespart und Schadstoff-Emissionen reduziert werden. Hierfür wird am Beispiel eines Lastkraftwagens mit typischer Abgasnachbehandlung aufgezeigt, wie über innermotorische Maßnahmen die Verbrennung optimierbar ist und wie die Eigenschaften der Abgasnachbehandlung verbesserbar sind, sodass die gewünschten Senkungen erreicht werden. Zusätzlich kann auf den Einbau eines Sperrkatalysators im Abgasstrang verzichtet werden. Ferner reduziert sich auch der Verbrauch des für die Abgasnachbehandlung benötigten Harnstoffs. Zur Klärung, ob die NO2-Konzentration aus der spektralen Analyse des Abgases bestimmt werden kann, wurden an einem Motorprüfstand Spektren für verschiedene NO2-Konzentrationen gemessen. Zusätzlich wurde das in dieser Arbeit behandelte Sensor-System mittels mathematischer Modellrechnung beschrieben, sodass dieses Modell anschließend auf die am Motorprüfstand gemessenen Spektren angewendet werden konnte. Die auf diese Weise berechneten Ergebnisse wurden mit den NO2-Messungen am Motorprüfstand verglichen und zeigen eine große Korrelation. In dem mathematischen Modell wird auch die spektrale Auflösung des Sensors berücksichtigt, die vom optischen Filter erreicht werden muss. Es wurde in dieser Arbeit untersucht, ob ein solches Filter realisiert werden kann. Hierzu wurde unter Anwendung der Transfer-Matrix-Methode (TMM) zur Berechnung optischer Eigenschaften von Dünnschichtsystemen eine Struktur entwickelt, die den optischen Anforderungen an das Filter genügt. Grundlage für dieses Design ist ein mikromechanisch durchstimmbares Fabry-Pérot-Filter mit Bragg-Spiegeln. Zur Herstellung dieses mikromechanisch durchstimmbaren, optischen Filters wurde eine Prozesskette entwickelt, mit der Filter mit einer Transmission von über 60 % hergestellt wurden. Die mit dieser Prozesskette hergestellten Strukturen wurden topografisch und optisch charakterisiert. Der Vergleich der gemessenen Ergebnisse mit theoretischen Modellrechnungen zeigt eine hohe Übereinstimmung, sodass mit der verwendeten Methodik gute Prognosen von Filtereigenschaften getroffen werden können. Es kann außerdem ein verbessertes Design präsentiert werden, welches eine um 10 % höhere Transmission und ein doppelt so großes Auflösungsvermögen gegenüber dem ursprünglichen Design aufweist. Verbesserungspotenziale in der Prozesskette können präsentiert werden, mit denen die optischen und mechanischen Eigenschaften zukünftiger Filter optimiert werden können. Es wird gezeigt, dass ein optisches Filter hergestellt werden kann, mit dem die NO2-Konzentration im Abgas von Lastkraftwagen mit Dieselmotoren spektroskopisch bestimmt werden kann, sodass der Kraftstoffverbrauch gesenkt und die Schadstoffemissionen reduziert werden können. In Abgasnormen sind einzuhaltende NOX-Grenzwerte festgelegt. Sollten in Zukunft auch NO2-Emissionsgrenzwerte in den Abgasnormen festgelegt werden, kann deren Einhaltung mit dem vorgestellten Sensor-Prinzip überwacht werden. Auf diese Weise wird die Chance auf Einhaltung der NO2-Immissionsgrenzwerte der EU maßgeblich erhöht.