Em formação

As bactérias redutoras de sulfato ajudam durante a formação do mineral dolomita em ambientes de baixa temperatura?


As bactérias redutoras de sulfato ajudam durante a formação do mineral dolomita em ambientes de baixa temperatura?

Wikipedia diz

O real papel das bactérias na formação de dolomita em baixa temperatura ainda precisa ser demonstrado. O mecanismo específico de dolomitização, envolvendo bactérias redutoras de sulfato, ainda não foi demonstrado.

Eu me pergunto se alguém tem alguma atualização sobre isso. A referência dada no artigo da Wikipedia é de 2000, de uma fonte intitulada suspeitamente "Journal of Conference Abstracts". Agora é 2013 e talvez outra pessoa tenha descoberto algo novo.


A resposta apropriada parece ser que as bactérias às vezes ajudam um pouco, talvez.

A evidência para isso parece ser confusa e parece ter sido historicamente controversa.

Um artigo antigo afirma que as bactérias (e mais importante, Archaea) são necessárias pelo menos sob algumas condições. Outro artigo um tanto posterior, incluindo alguns dos mesmos autores, afirma ter encontrado condições para a síntese abiótica de dolomita em laboratório.

Parece que, em termos de mecanismos, o processo relevante pode envolver o estado adequado dos íons de magnésio, para os quais aparentemente os micróbios contribuem via polissacarídeos extracelulares:

Os valores da literatura para a densidade do grupo carboxila não estão disponíveis para todas as bactérias envolvidas na formação de dolomita, no entanto, Braissant et al. (2007) demonstraram a formação de fases desordenadas de dolomita na presença de EPS de bactérias redutoras de sulfato com uma densidade de grupo carboxila de ~ 10-3 moles g-1, semelhante aos nossos valores. Sugerimos que esses grupos carboxila promovem a dessolvatação do íon Mg, conhecido por ser um inibidor cinético na precipitação de dolomita (Wright e Wacey, 2004), mas são necessários em alta densidade para que a nucleação comece.

No entanto, qual processo exatamente está gerando geológico dolomitas parece ser ainda uma questão de debate, e também aqui, com algumas evidências sugestivas a favor de micróbios que afetam esse processo.


Fronteiras nas Ciências da Terra

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As bactérias redutoras de sulfato ajudam durante a formação do mineral dolomita em ambientes de baixa temperatura? - Biologia

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Sobre a capa:
Nesta questão:
Editorial
Saúde ambiental em grande escala
Estudo de aquecimento global "popular" | Congresso enfraquece leis ambientais com brechas na legislação de recuperação de furacões | Armazenamento de carbono para gases de efeito estufa | PBDEs ultrapassando PCBs | Recursos naturais podem melhorar a vida dos moradores | Índia sob ameaça das mudanças climáticas | Sunita Narain | Distinguir entre fontes de contaminação de esgotos | Aglomeração de nanopartículas restringe a absorção em células vivas
  • Paul D. Thacker,
  • Janet Pelley,
  • Catherine M. Cooney,
  • Anke Schaefer, e
  • Ori Schipper
Departamentos
Detergente de lavanderia de água fria é uma boa ideia
A EPA propõe flexibilizar as regras de relatórios TRI
Recurso
Reatividade química como ferramenta para estimar a persistência
Estrutura molecular em substâncias húmicas do solo: a nova visão

Um exame crítico de dados publicados obtidos principalmente de espectroscopia de ressonância magnética nuclear recente, espectroscopia de estrutura próxima à borda de absorção de raios-X, espectrometria de massa por ionização por eletrospray e estudos de pirólise revela uma nova visão em evolução da estrutura molecular de substâncias húmicas do solo. De acordo com a nova visão, as substâncias húmicas são coleções de diversos componentes de massa molecular relativamente baixa, formando associações dinâmicas estabilizadas por interações hidrofóbicas e ligações de hidrogênio. Essas associações são capazes de se organizar em estruturas micelares em ambientes aquosos adequados. Os componentes húmicos apresentam comportamento de movimento molecular contrastante e podem ser segregados espacialmente em uma escala de nanômetros. Dentro desse novo contexto estrutural, esses componentes compreendem quaisquer moléculas intimamente associadas a uma substância húmica, de modo que não possam ser separados efetivamente por métodos químicos ou físicos. Assim, as biomoléculas fortemente ligadas às frações húmicas são, por definição, componentes húmicos, uma conclusão que necessariamente põe em causa as principais vias biogeoquímicas tradicionalmente consideradas necessárias para a formação de substâncias húmicas. Mais pesquisas são necessárias para elucidar as interações intermoleculares que ligam os componentes húmicos em associações supramoleculares e para estabelecer as vias pelas quais essas associações emergem da degradação da cama orgânica.

Contabilidade aprimorada de emissões da operação do sistema de armazenamento de energia da concessionária

Vários sistemas de armazenamento de energia em escala de utilidade proposta nos EUA usarão a capacidade de produção sobressalente dos sistemas de energia elétrica existentes para criar o equivalente a novas usinas de acompanhamento de carga que podem responder rapidamente às flutuações na demanda de eletricidade e aumentar a flexibilidade dos geradores de carga de base. Novos sistemas de armazenamento de energia usando geração adicional de usinas existentes podem competir diretamente com as novas fontes tradicionais de eletricidade de pico e acompanhamento de carga, mas esta aplicação de armazenamento de energia não é necessária para atender a muitos dos padrões da Lei do Ar Limpo exigidos de novos geradores de eletricidade (por exemplo , usinas termoelétricas a carvão ou gás). Este estudo avalia as emissões totais que provavelmente resultarão da operação de uma nova instalação de armazenamento de energia quando combinada com uma usina elétrica a carvão existente nos EUA e estima que as taxas de emissão de SO2 e NOx serão consideravelmente maiores do que a taxa de um nova planta que atende aos padrões da Lei do Ar Limpo, mesmo levando em consideração os benefícios de eficiência do armazenamento de energia. Este estudo sugere que uma melhor “contabilização” das emissões pode ser necessária para fornecer comparações ambientais precisas entre o armazenamento de energia e as fontes mais tradicionais de geração de eletricidade.

Aprendendo com a Avaliação Nacional dos Impactos das Mudanças Climáticas dos EUA
  • M. Granger Morgan,
  • Robin Cantor,
  • William C. Clark,
  • Ann Fisher,
  • Henry D. Jacoby,
  • Anthony C. Janetos,
  • Ann P. Kinzig,
  • Jerry Melillo,
  • Roger B. Street, e
  • Thomas J. Wilbanks

A Avaliação Nacional dos Estados Unidos das Potenciais Consequências da Variabilidade e Mudança Climática foi um esforço nacional coordenado pelo governo federal que envolveu milhares de especialistas e partes interessadas. Para tirar lições desse esforço, os 10 autores deste artigo, metade dos quais não estavam envolvidos na Avaliação, desenvolveram e administraram uma extensa pesquisa, prepararam uma série de documentos de trabalho e conduziram um workshop por convite em Washington, DC, em abril 29, 2004. Considerando todas essas fontes, os autores concluem que a Avaliação foi amplamente bem-sucedida na implementação de seu projeto básico de envolvimento distribuído das partes interessadas e no alcance de seus objetivos básicos. As avaliações futuras poderiam ser melhoradas significativamente se maior atenção fosse dedicada ao desenvolvimento de uma compreensão coletiva dos objetivos, preparando materiais de orientação e fornecendo treinamento para os participantes da avaliação, desenvolvendo um mecanismo de orçamento que permitiria maior liberdade na alocação de recursos em várias atividades de avaliação e na criação de um ambiente em que as avaliações faziam parte de um processo contínuo.

Efeitos da inundação do rio nos níveis de PCDD / F e PCB no leite, solo e grama de vaca
  • Iain R. Lake,
  • Christopher D. Foxall,
  • Andrew A. Lovett,
  • Alwyn Fernandes,
  • Alan Dowding,
  • Shaun White, e
  • Martin rose

Este artigo apresenta os resultados de um estudo examinando se o alagamento de pastagens por rios dá origem a maiores concentrações de PCDD / F e PCB no leite de vaca. Mais de 180 amostras de leite, solo e grama, retiradas de 38 fazendas em 3 sistemas de rios diferentes (River Dee, Trent e Doe Lea / Rother / Don) no Reino Unido, foram analisadas para PCDD / Fs e PCBs. As concentrações foram comparadas entre fazendas sujeitas a inundações, onde os animais têm acesso a pastagens que costumam ser inundadas, e fazendas de controle onde a terra não inunda. Os resultados indicaram que as concentrações de PCDD / Fs e PCBs no leite de vaca foram maiores em amostras coletadas em fazendas sujeitas a inundações, mas apenas nos sistemas fluviais que passam por áreas industriais e urbanas. Níveis elevados de PCDD / F e PCBs também foram encontrados no solo e na grama de fazendas sujeitas a inundações, fornecendo fortes evidências corroborativas de que as concentrações mais elevadas no leite de vaca de tais áreas são provavelmente devido à ingestão de grama e solo contaminados. No geral, os resultados fornecem fortes evidências de que a inundação de pastagens pode de fato resultar em concentrações elevadas de PCDD / Fs e PCBs no leite das fazendas afetadas.

Incorporação microbiana de acetato marcado com 13 C na escala de campo: detecção de micróbios responsáveis ​​pela redução de U (VI)
  • Yun-Juan Chang,
  • Philip E. Long,
  • Roland Geyer,
  • Aaron D. Peacock,
  • Charles T. Resch,
  • Kerry Sublette,
  • Susan Pfiffner,
  • Amanda Smithgall,
  • Robert T. Anderson,
  • Helen A. Vrionis,
  • John R. Stephen,
  • Richard Dayvault,
  • Irene Ortiz-Bernad,
  • Derek R. Lovley e
  • David C. White

Um experimento de correção de acetato em escala de campo foi realizado em um aquífero contaminado em Old Rifle, CO para estimular a redução microbiana in situ de U (VI) em águas subterrâneas. Para avaliar os microrganismos responsáveis ​​pela redução do urânio microbiano durante o experimento, acetato marcado com 13C foi introduzido nos poços através de bio-armadilhas contendo esferas de carvão ativado poroso (Bio-Sep). A incorporação do 13C do acetato marcado no DNA celular e biomarcadores de ácido graxo fosfolipídico (PLFA) foi analisada em paralelo com parâmetros geoquímicos. Um enriquecimento de δ-proteobactérias ativas foi demonstrado em poços de monitoramento de downgradient: Geobacter dominou em poços mais próximos da galeria de injeção de acetato, enquanto vários redutores de sulfato foram proeminentes em diferentes poços de downgradient. Esses resultados foram consistentes com as evidências geoquímicas de redução de Fe (III), U (VI) e SO42-. O perfil de PLFA de bio-armadilhas suspensas nos poços de monitoramento também mostrou a incorporação de 13C em lipídios celulares bacterianos. A composição da comunidade de poços de monitoramento de downgradient com base em perfis de quinona e PLFA estava de acordo com o resultado do 13C-DNA. A aplicação direta do rótulo 13C aos biossistemas, juntamente com a análise de DNA e PLFA, que combinou a descrição taxonômica detalhada com uma medida quantitativa da diversidade metabólica, permitiu a identificação da porção metabolicamente ativa da comunidade microbiana durante a redução de U (VI).

Emissões de gases e partículas da queima prescrita na Geórgia
  • Sangil Lee,
  • Karsten Baumann,
  • James J. Schauer,
  • Rebecca J. Sheesley,
  • Luke P. Naeher,
  • Simone Meinardi,
  • Donald R. Blake,
  • Eric S. Edgerton,
  • Armistead G. Russell, e
  • Mark Clements

A queima prescrita é uma fonte significativa de partículas finas (PM2,5) no sudeste dos Estados Unidos. No entanto, existem dados limitados sobre as características de emissão desta fonte. Vários compostos orgânicos e inorgânicos, tanto na fase de gás quanto na fase de partículas, foram medidos nas emissões de queimadas prescritas conduzidas em duas áreas florestais dominadas por pinheiros na Geórgia. As medições de compostos orgânicos voláteis (VOCs) e PM2,5 permitiram a determinação dos fatores de emissão para os estágios de combustão e combustão lenta das queimadas prescritas. Os fatores de emissão de COV de combustão lenta foram distintamente maiores do que aqueles de combustão, exceto para eteno, etino e compostos de nitrato orgânico. Os fatores de emissão de COV mostram que as emissões de certos compostos aromáticos e terpenos como α e β-pinenos, que são importantes precursores do aerossol orgânico secundário (SOA), são muito mais altas de queimadas prescritas ativas do que de lenha e estudos de queima a céu aberto em laboratório. Levoglucosan é o principal composto orgânico particulado (POC) emitido para todos esses estudos, embora sua emissão em relação ao carbono orgânico total (mg / g CO) seja significativamente diferente. Além disso, o colesterol, uma impressão digital importante para o cozimento da carne, foi observado apenas em nosso estudo in situ, indicando uma liberação significativa do solo e de organismos do solo durante a queima a céu aberto. A distribuição da fonte de OC de particulados finos primários ambientais medidos em dois locais receptores urbanos 20-25 km a favor do vento rende 74 ± 11% durante e imediatamente após as queimadas usando nosso novo perfil in situ. Em comparação com o perfil de fonte anterior de simulações de laboratório, no entanto, esta contribuição de OC é em média 27 ± 5% menor.

Contaminantes clorados, bromados e perfluorados em fígados de ursos polares do Alasca

A existência de duas subpopulações de ursos polares no Alasca, as populações do Mar de Beaufort e do Mar de Chukchi, foi documentada. Neste estudo, as diferenças nas concentrações e perfis de pesticidas organoclorados, bifenilos policlorados (PCBs), éteres difenílicos polibromados (PBDEs) e ácidos perfluorados foram examinados em fígados de ursos polares das duas subpopulações no Alasca. As concentrações da maioria dos organohalogênios analisados ​​foram maiores na subpopulação do Mar Beaufort do que na subpopulação do Mar Chukchi, exceto para HCHs e ácido perfluorononanóico (PFNA), que foram elevados em amostras da subpopulação do Mar Chukchi. As concentrações de clordanos, PCBs e perfluorooctanossulfonato (PFOS) foram significativamente diferentes entre as duas subpopulações. O clordano foi o contaminante predominante na população do mar Beaufort e o PFOS foi o principal contaminante na população do mar Chukchi. Os ursos polares do mar de Beaufort mostraram proporções significativamente maiores de PCBs altamente clorados do que os do mar de Chukchi. As concentrações de vários ácidos perfluorados foram significativamente correlacionadas. No geral, as concentrações e perfis de organohalogênios analisados ​​nas duas subpopulações de ursos polares sugerem diferenças nas fontes de exposição entre as duas regiões do Alasca.

Efeito da aplicação de lodo de esgoto nas concentrações de éteres difenílicos de alta bromação em solos e minhocas
  • Ulla Sellström,
  • Cynthia A. de Wit,
  • Nadja Lundgren e
  • Mats Tysklind

Éteres difenílicos polibromados (PBDEs), incluindo octa-decaBDEs, foram encontrados em amostras de solo e minhocas coletadas em 2000 de três estações de pesquisa (parcelas de referência e parcelas corrigidas de lodo de esgoto) e duas fazendas (solos de referência e corrigidos / inundados) na Suécia . A emenda de lodo de esgoto nas estações de pesquisa aumentou as concentrações de todos os congêneres do BDE de 2 a 13 vezes, com os maiores aumentos para o BDE-209. Concentrações de 100 a 1000 vezes maiores foram observadas em solos contaminados em ambas as fazendas. BDE-209 foi o congênere predominante em todos os solos. As concentrações de ∑PBDE em vermes variaram de 3,1 a 38.000 ng / g de peso lipídico e foram correlacionadas às concentrações no solo, incluindo os octa-decaBDEs. Os fatores de acumulação do biota-solo diminuíram na seguinte ordem: TeBDE & gt PeBDE & gt HxBDE & gt OcBDE & gt NoBDE & gt DeBDE, e variaram de 0,3 a 2 para os octa-decaBDEs. Assim, os PBDEs de alta bromação, incluindo o BDE-209, são biodisponíveis do solo e se acumulam nas minhocas, apresentando uma via de exposição na teia alimentar terrestre. Altos níveis encontrados em uma fazenda 20 anos após o último uso de PBDEs indicam alta persistência de PBDEs nos solos, incluindo BDE-209. Nenhuma evidência de desbrominação fotolítica de BDE-209 em solos foi observada.

Influência da mudança climática, mistura de marés e urbanização de bacias hidrográficas na qualidade histórica da água em Newport Bay, uma zona úmida de água salgada e embainhamento de marés no sul da Califórnia
  • Abhishek M. Pednekar,
  • Stanley B. Grant,
  • Youngsul Jeong,
  • Ying Poon, e
  • Carmen Oancea

Medições históricas de coliformes (n = 67 269 32 anos) em Newport Bay, uma zona úmida de água salgada regionalmente importante e embainhamento de marés no sul da Califórnia, foram compiladas e analisadas. As concentrações de coliformes na Baía de Newport diminuem ao longo de um gradiente interior-oceano, consistente com a hipótese de que este embaçamento de maré atenua a poluição fecal de fontes interiores. Quase 70% da variabilidade no registro de coliformes pode ser atribuída à variabilidade sazonal e interanual na precipitação local, implicando que o escoamento de águas pluviais da bacia hidrográfica circundante é uma fonte primária de coliformes na Baía de Newport. A taxa de carregamento da tempestade de coliformes da bacia hidrográfica de San Diego Creek, a maior bacia hidrográfica que drena para Newport Bay, parece não ser afetada pela mudança dramática do uso da terra agrícola que ocorreu na bacia hidrográfica durante o período de estudo. Além disso, o pico de carga de coliformes durante as tempestades é maior do que pode ser razoavelmente atribuído a fontes de esgoto humano, sugerindo que a poluição fecal não humana e / ou crescimento bacteriano contribuem para a carga de coliformes. As medições de coliformes no horário de verão exibem tendências interanuais, mas essas tendências são específicas do local, aparentemente devido à variabilidade dentro da baía no uso da terra, entradas de escoamento em tempo seco e taxas de mistura de marés. No geral, esses resultados sugerem que os esforços para melhorar a qualidade da água em Newport Bay provavelmente terão maior eficácia durante os períodos de verão de clima seco. A qualidade da água durante as tempestades de inverno, por outro lado, parece ser dominada por fatores fora do controle de gestão local, ou seja, fontes não humanas virtualmente ilimitadas de coliformes na bacia hidrográfica e padrões climáticos globais, como a Oscilação Sul do El Niño, que modulam as chuvas e escoamento de águas pluviais no sul da Califórnia.

Identificação de fontes de poluentes em sistemas mistos de marés: estudo de caso de bactérias fecais indicadoras de Marinas em Newport Bay, sul da Califórnia
  • Youngsul Jeong,
  • Stanley B. Grant,
  • Scott Ritter,
  • Abhishek Pednekar,
  • Linda Candelaria, e
  • Clinton Winant

Este estudo investiga a contribuição de várias marinas para o comprometimento de bactérias indicadoras fecais em Newport Bay, uma represa de maré regionalmente importante no sul da Califórnia.Três grupos diferentes de bactérias indicadoras fecais foram testados, incluindo coliformes totais, Escherichia coli e bactérias enterococos, todos medidos usando o sistema IDEXX Colilert e Enterolert. Para documentar a variabilidade temporal no sinal de bactérias indicadoras fecais, amostras da coluna de água (n = 4132) foram coletadas de duas marinas em escalas de tempo que variam de horas a meses. Para documentar a variabilidade espacial do sinal de bactérias indicadoras fecais, amostras de coluna de água e sedimentos foram coletadas de vários locais (n = 11 a 36, ​​dependendo do estudo) dentro e ao redor das duas marinas, em escalas espaciais que variam de metros a quilômetros . Para identificar os padrões temporais e espaciais dominantes nesses dados, foi utilizada uma abordagem estatística Análise da Função Ortogonal Empírica. Finalmente, para esclarecer as vias de transporte responsáveis ​​pelos padrões temporais e espaciais observados, os dados de bactérias indicadoras fecais foram comparados com medições simultâneas de fluxo de maré, temperatura e salinidade. Os resultados deste esforço de campo implicam coletivamente o escoamento tanto o escoamento em tempo seco em locais de amostragem localizados perto de alguns bueiros e o escoamento em clima úmido em todos os locais como uma fonte primária de bactérias indicadoras fecais na coluna de água e sedimentos subtidais. Os resultados e análises apresentados aqui reforçam o crescente corpo de evidências de que o manejo do dano por bactérias indicadoras fecais nas águas costeiras do sul da Califórnia exigirá o desenvolvimento de estratégias de longo prazo para o tratamento de fontes difusas de tempo seco e escoamento de águas pluviais.

Heterogeneidade química de coloides de solo orgânico investigados por microscopia de raios-X de transmissão de varredura e microscopia C-1s NEXAFS
  • Marc Schumacher,
  • Iso Christl,
  • Andreas C. Scheinost,
  • Chris Jacobsen, e
  • Ruben Kretzschmar

A liberação e deposição de coloides no solo e a sorção de poluentes inorgânicos e orgânicos para os coloides do solo são fortemente influenciados pela composição e heterogeneidade química das partículas coloidais do solo. Para investigar a heterogeneidade química de coloides de solo orgânico na escala de partículas, usamos microscopia de raios-X de transmissão de varredura síncrotron (STXM) e espectroscopia de absorção de raios-X próxima de borda C-1s (NEXAFS) em 49 partículas individuais isoladas do horizontes de superfície de três solos florestais. Pilhas de 130 imagens de cada partícula foram coletadas em diferentes energias de raios-X entre 280 e 310 eV. A partir dessas matrizes de imagens, espectros NEXAFS foram obtidos para cada pixel e analisados ​​por análise de componentes principais e análise de agrupamento (PCA-CA) para caracterizar a heterogeneidade intrapartícula dos componentes orgânicos. Os resultados demonstram que a matéria orgânica associada aos coloides de solo dispersíveis em água é quimicamente heterogênea na escala de partícula única. PCA-CA identificou pelo menos duas regiões distintas dentro de partículas individuais. No entanto, as variações espectrais entre essas regiões foram muito menores do que as variações dos espectros NEXAFS médios representando diferentes partículas do mesmo horizonte de solo, implicando que a heterogeneidade interpartícula é muito maior do que a heterogeneidade intrapartícula. Especialmente os conteúdos de carbono aromático e carboxílico exibiram uma grande variabilidade. No geral, os espectros NEXAFS de coloides de solo dispersíveis em água eram semelhantes ao espectro NEXAFS da fração de ácido húmico, mas diferiam claramente das frações de ácido fúlvico e matéria orgânica dissolvida extraídas do mesmo horizonte de solo usando técnicas convencionais.

Compostos perfluorados no plasma de tartarugas marinhas Boba e Ridley de Kemp da costa sudeste dos Estados Unidos
  • Jennifer M. Keller,
  • Kurunthachalam Kannan,
  • Sachi Taniyasu,
  • Nobuyoshi Yamashita,
  • Rusty D. Day,
  • Michael D. Arendt,
  • Al L. Segars e
  • John R. Kucklick

Os compostos perfluorados (PFCs) foram medidos no sangue de humanos e de vida selvagem e são considerados contaminantes distribuídos globalmente. Nós examinamos 12 PFCs no plasma de 73 tartarugas marinhas cabeçudas (Caretta caretta) e 6 tartarugas marinhas Kemp's ridley (Lepidochelys kempii) capturadas em águas costeiras de Core Sound, Carolina do Norte (NC) e águas offshore da Carolina do Sul, Geórgia e Flórida (SC − FL). Perfluorooctanossulfonato (PFOS) e ácido perfluorooctanóico (PFOA) foram os compostos dominantes, com respectivas concentrações médias de 11,0 ng / mL e 3,20 ng / mL para tartarugas cabeçudas e 39,4 ng / mL e 3,57 ng / mL para tartarugas-de-Kemp. As concentrações médias de PFOS foram 2 a 12 vezes maiores do que as concentrações médias típicas de ΣPCB (∼5 ng / g de massa úmida) medidas anteriormente em sangue de tartaruga marinha. Mais de 79% das amostras tinham níveis detectáveis ​​de perfluorocarboxilatos (PFCAs) com 8 a 12 carbonos, enquanto apenas 17% ou menos das amostras tinham níveis detectáveis ​​de PFCAs com 6 ou 7 carbonos. Nenhuma amostra apresentou níveis detectáveis ​​de PFCAs com 4 ou 5 carbonos. Em tartarugas cabeçudas, as concentrações de ΣPFC não foram influenciadas pelo sexo (p & gt 0,05), mas foram maiores em tartarugas capturadas em águas costeiras de NC do que em tartarugas marinhas de SC − FL (p = 0,009). Um modelo de regressão múltipla retrógrada mostrou que as concentrações de ΣPFC foram (1) significativamente mais altas nas tartarugas Kemp's do que nas tartarugas cabeçudas (p & lt 0,0001), (2) mais altas nas tartarugas maiores (p = 0,018 comprimento da carapaça usado como proxy para a idade), e (3) maior nas tartarugas capturadas em direção ao norte (p = 0,006). Essas descobertas sugerem que a bioacumulação de PFCs em tartarugas marinhas é influenciada por espécies, idade e habitat.

Diagnóstico de origem de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos com base em proporções de espécies: uma abordagem multimídia
  • X. L. Zhang,
  • S. Tao,
  • W. X. Liu,
  • Y. Yang,
  • Q. Zuo, e
  • S. Z. Liu

Freqüentemente, as fontes de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) em meios ambientais podem ser identificadas comparando-se as proporções de concentrações de pares selecionados de congêneres de PAH nas emissões de origem com as proporções nos meios ambientais contaminados. No entanto, essas proporções podem ser alteradas significativamente devido às diferenças no transporte dos compostos de PAH em um ambiente multimídia. Para examinar essas mudanças, um modelo de fugacidade foi aplicado às proporções de PAH em um ambiente de modelo. Uma relação linear entre a taxa de emissão e a concentração do meio bruto foi identificada para cada composto de PAH em um meio ambiental em estado estacionário e foi quantificada por uma razão receptor-fonte (RRS). Foi demonstrado que os valores de RRS dos dois congêneres geralmente diferem significativamente. Consequentemente, as taxas de PAH mudaram notavelmente das emissões da fonte para vários meios de comunicação ambientais. Um fator de retificação específico do local (RF) foi definido como a proporção dos dois valores RRS dos congêneres emparelhados para uma proporção específica de PAH em um determinado meio, que pode ser aplicado para contabilizar as mudanças na proporção em um ambiente multimídia. As mudanças na proporção de PAH foram ainda verificadas com os dados de solo de superfície coletados em Tianjin, China, e as mudanças observadas nas taxas de PAH foram comparadas favoravelmente com as previsões do modelo. A análise de sensibilidade revelou que as razões de PAH dos compostos de baixo peso molecular eram menos estáveis. Os parâmetros mais influentes que controlam as razões de PAH foram aqueles relativos à precipitação seca, difusão superfície-ar, degradação no ar e na água e troca entre água e sedimentos.

Amostradores de ar passivos e ativos como métodos complementares para investigar poluentes orgânicos persistentes na Bacia dos Grandes Lagos

Os dados obtidos usando amostradores de ar passivos (PAS) são comparados aos dados de amostragem de ar de alto volume ativo, a fim de avaliar a viabilidade do PAS como um método, complementar à amostragem de ar de alto volume (AAS) ativo, para monitorar os níveis de organoclorado ( OC) pesticidas, bifenilos policlorados (PCBs) e éteres difenílicos polibromados (PBDEs) nos Grandes Lagos Laurentianos. O PAS foi implantado em 15 locais da Rede Integrada de Deposição Atmosférica (RID) trimestralmente entre julho de 2002 e junho de 2003, e os resultados do PAS e do AAS são comparados. Os níveis de pesticidas OC são tipicamente mais altos em áreas agrícolas, com endosulfan I dominando as concentrações de ar com valores variando entre 40 e 1090 pg · m-3, valores de dieldrin entre 15 e 165 pg · m-3 e valores de γ-HCH entre 13 e 100 pg · m-3. α-HCH foi considerado relativamente uniforme em toda a Bacia dos Grandes Lagos, com valores variando entre 15 e 73 pg · m-3. Grandes centros urbanos, como Chicago e Toronto, têm os níveis mais altos de PCBs e PBDEs que variam entre 400 e 1200 pg · m-3 e 10 e 70 pg · m-3, respectivamente. A comparação dos dados de AAS e PAS coletados durante este estudo mostra uma boa concordância, dentro de um fator de 2 ou 3, sugerindo que os dois métodos de amostra produzem resultados comparáveis. Sugere-se que as redes PAS, embora forneçam dados de natureza diferente dos AAS, podem fornecer uma abordagem econômica e complementar para monitorar as tendências espaciais e temporais de poluentes orgânicos persistentes.

Estudo espectroscópico de sorção de carbaril em esmectita de suspensão aquosa
  • Maurilio Fernandes de Oliveira,
  • Cliff T. Johnston,
  • G. S. Premachandra,
  • Brian J. Teppen,
  • Hui Li,
  • David A. Laird,
  • Dongqiang Zhu, e
  • Stephen A. Boyd

A sorção de carbaril (1-naftil-N-metil-carbamato) de suspensão aquosa para esmectita foi estudada usando infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) (para sorção em lote) e métodos químicos quânticos. A quantidade de carbaril sorvido foi fortemente dependente da densidade de carga superficial da esmectita com mais sorção ocorrendo nas duas esmectitas de densidade de carga superficial "baixa" (SHCa-1 e SWy-2) em comparação com a da carga superficial alta Esmectita SAz-1. Além disso, a quantidade de carbaril sorvida foi fortemente dependente da natureza do cátion trocável e seguiu a ordem de Ba ∼ Cs ∼ Ca & gt Mg ∼ K & gt Na ∼ Li para SWy-2. Uma tendência semelhante foi encontrada para hectorita (SHCa-1) de Cs & gt Ba & gt Ca & gt K ∼ Mg & gt Na ∼ Li. Usando o deslocamento da banda de alongamento do carbonil como um indicador da força de interação entre o carbaril e o cátion trocável, a ordem observada foi Mg & gt Ca & gt Ba ∼ K & gt Na & gt Cs. A posição da banda de alongamento de carbonil mudou para números de onda mais baixos com o aumento do potencial iônico do cátion trocável. A teoria do funcional da densidade previu um alongamento da ligação CO induzido por cátions, resultante da interação do grupo carbonila diretamente com o cátion trocável em apoio às observações espectroscópicas. Outras evidências foram fornecidas por um deslocamento concomitante na direção oposta por várias bandas vibracionais na região de 1355−1375 cm-1 atribuídas às bandas de alongamento das ligações carbamato N-Ccarbonil e Oéter-Ccarbonila. Esses dados indicam que a sorção do carbaril é devida, em parte, às interações específicas do local entre o grupo funcional do carbamato e os cátions trocáveis, conforme evidenciado pelos dados de FTIR. No entanto, esses dados sugerem que as interações hidrofóbicas também contribuem para a quantidade total de carbaril absorvido. Por exemplo, os dados de FTIR indicaram que a interação mais fraca ocorreu quando Cs + era o cátion trocável. Em contraste, a maior quantidade de sorção de carbaril foi observada na esmectita trocada com Cs. De todos os cátions estudados, o Cs apresenta a menor entalpia de hidratação. Sugere-se que esta baixa energia de hidratação proporciona ao carbaril maior acesso às regiões hidrofóbicas da superfície do siloxano.

Quantificação de fatores de emissão de número de partículas para veículos motorizados a partir de medições na estrada
  • Lidia Morawska,
  • Milan Jamriska,
  • Stephen Thomas,
  • Luis Ferreira,
  • Kerrie Mengersen,
  • Darren Wraith, e
  • Fraser McGregor

O banco de dados sobre os fatores de emissão do número de partículas tem sido muito limitado até o momento, apesar do crescente interesse nos efeitos da exposição humana a partículas na faixa submicrométrica. Existem também questões importantes sobre a comparabilidade dos fatores de emissão derivados por meio de dinamômetro e estudos na estrada. Assim, os objetivos deste estudo foram (1) quantificar os fatores de emissão do número de veículos na faixa submicrométrica (e também supermicrométrica) para o tráfego de fluxo livre em cerca de 100 km h-1 em condições de condução por meio de medições extensas de estradas e ( 2) comparar os fatores de emissão das medições rodoviárias com os obtidos anteriormente nos estudos em dinamômetro conduzidos em Brisbane. Para partículas submicrométricas, os fatores de emissão médios para a Rua Tora foram estimados em (1,89 ± 3,40) × 1013 partículas km-1 (média ± erro padrão n = 386) para a gasolina e (7,17 ± 2,80) × 1014 partículas km-1 (diesel n = 196) e para partículas supermicrômetro em 2,59 × 109 partículas km-1 e 1,53 × 1012 partículas km-1, respectivamente. O número médio de fatores de emissão para partículas submicrométricas estimadas para Ipswich Road (modo de tráfego stop-start) foram (2,18 ± 0,57) × 1013 partículas km-1 (gasolina) e (2,04 ± 0,24) × 1014 partículas km-1 (diesel). Uma implicação da conclusão de que os fatores de emissão dos veículos pesados ​​a diesel são mais de 1 ordem de magnitude maiores do que os fatores de emissão dos automóveis de passageiros movidos a gasolina é que as futuras estratégias de controle e gestão devem visar, em particular, os veículos pesados, mesmo uma redução moderada em as emissões desses veículos teriam um impacto significativo na redução das concentrações atmosféricas de partículas. A descoberta de que as emissões do número de partículas por veículo-km são significativamente maiores para a operação de veículos de alta velocidade tem uma implicação importante no planejamento do tráfego urbano e na otimização da velocidade do veículo para reduzir seu impacto na poluição do ar. Além disso, a análise estatística mostrou que nem o método de medição (dinamômetro ou na estrada), nem a origem dos dados (Brisbane ou outro lugar no mundo), estão associados a uma diferença estatisticamente significativa entre os valores médios dos fatores de emissão para diesel, gasolina e mix da frota de veículos. No entanto, as análises estatísticas do efeito do combustível mostraram que os valores médios dos fatores de emissão para gasolina e gasóleo são diferentes a um nível de significância de 5%.

Destino e efeitos da enrofloxacina em sistemas aquáticos sob diferentes condições de luz
  • C. W. Knapp,
  • L. A. Cardoza,
  • J. N. Hawes,
  • E. M. H. Wellington,
  • C. K. Larive, e
  • D. W. Graham

O destino e os efeitos dos antibacterianos fluoroquinolonas (FQ) no meio ambiente são significativos devido ao aparente aumento da resistência ao FQ em organismos ambientais e clínicos. Aqui, avaliamos simultaneamente o destino e os efeitos da enrofloxacina (enro), um FQ frequentemente usado na agricultura, na química e nas comunidades microbianas in situ em águas receptoras. Nós adicionamos enro a 25 μg / L em nove mesocosmos externos mantidos sob três condições de luz (em triplicata): luz solar total típica do epilimnio superior (100% de exposição à luz total, FLE), sombreamento parcial típico do epilimnio inferior (28% FLE), e sombreamento quase completo típico do hipolimnião (0,5% FLE). O desaparecimento de enro e a formação de ciprofloxacina (cipro) foram monitorados ao longo do tempo usando LC / MS, e a química da água e as comunidades microbianas ambientais (usando eletroforese em gel de gradiente desnaturante DGGE) foram caracterizadas. As meias-vidas de Enro foram de 0,8, 3,7 e 72 dias para os tratamentos FLE de 100%, 28% e 0,5%, respectivamente, criando três cenários de exposição FQ distintos. Embora as exposições de FQ tenham variado de ∼6 μg / L por 24 h a ∼21 μg / L por 30 dias, nenhum efeito de exposição estatisticamente significativo foi observado na qualidade da água ou comunidades microbianas (conforme indicado pela análise de 16S rDNA DGGE de comunidade inteira e amplificação específica da região QRDR da girase A). Pequenas mudanças na química da água foram observadas ao longo do tempo, no entanto, as mudanças não puderam ser atribuídas especificamente aos FQs. Em geral, a adição de enro teve um efeito mínimo nas condições da coluna de água nos níveis e durações usados ​​aqui, no entanto, uma investigação mais aprofundada é necessária para avaliar os efeitos em sedimentos aquáticos.

Análise EXAFS de adsorção de arsenito em ferridrita de duas linhas, hematita, goethita e lepidocrocita
  • Georges Ona-Nguema,
  • Guillaume Morin,
  • Farid Juillot,
  • Georges Calas, e
  • Gordon E. Brown

Os modos de sorção de As (III) em ferrihidrita de duas linhas (Fh), hematita (Hm), goethita (Gt) e lepidocrocita (Lp) foram investigados sob condição anóxica usando espectroscopia de absorção de raios-X (XAS). A espectroscopia de absorção de raios X de estrutura próxima à borda (XANES) indica que a ausência de oxigênio minimizou a oxidação de As (III) devido às reações de Fenton. A espectroscopia de estrutura fina de absorção de raios X estendida (EXAFS) indica que o As (III) forma complexos de superfície de esfera interna semelhantes em ferri-hidrita e hematita de duas linhas que diferem daqueles formados em goethita e lepidocrocita. Em alta cobertura de superfície, os tipos complexos dominantes em Fh e Hm são compartilhamento de borda mononuclear bidentado (2E) e compartilhamento de canto binuclear bidentado (2C), com distâncias As-Fe de 2,90 ± 0,05 e 3,35 ± 0,05 Å, respectivamente. Os mesmos complexos de superfície são observados para ferrihidrita em baixa cobertura de superfície. Em contraste, As (III) forma complexos de sorção binucleares (2C) dominantemente bidentados em Gt e Lp [d (As − Fe) = 3,3−3,4 Å], com uma pequena quantidade de compartilhamento de canto mononuclear monodentado monodentado (1V) complexos [d (As − Fe) = 3,5−3,6 Å]. Os complexos mononucleares bidentados de compartilhamento de borda (2E) estão virtualmente ausentes em Gt e Lp nas altas coberturas de superfície que foram investigadas no presente estudo. Esses resultados são comparados com os dados disponíveis da literatura e discutidos em termos da reatividade dos sítios de superfície de óxido de ferro (III) (oxidrato).

Oxidação de mercúrio elementar gasoso para mercúrio divalente gasoso durante o nascer do sol polar de 2003 em Ny-Alesund
  • Francesca Sprovieri,
  • Nicola Pirrone,
  • Matthew S. Landis, e
  • Robert K. Stevens

O fenômeno da primavera, denominado como evento de depleção de mercúrio (MDE), durante o qual mercúrio gasoso elementar (Hg0) pode ser convertido em uma forma reativa que se acumula em ecossistemas polares, notado pela primeira vez no Ártico, agora foi observado em ambos os pólos e resultados em uma importante via de remoção de mercúrio atmosférico. Um experimento intensivo internacional de mercúrio da primavera foi realizado em Ny-Alesund, Spitsbergen, de 19 de abril a 13 de maio de 2003 para estudar a química do mercúrio atmosférico no ambiente ártico e, em particular, os MDEs que ocorreram na camada limite ártica após o nascer do sol polar. Medições ambientais automatizadas de Hg0, mercúrio gasoso reativo divalente (RGM) e mercúrio em partículas finas (& lt2,5 μm) (Hg (p)) foram feitas na Estação Zeppelin Mountain (ZMS). Durante o experimento, as concentrações de mercúrio na baixa atmosfera variaram em sincronia com os níveis de ozônio ao longo da primavera. As concentrações de Hg0 variaram de níveis de fundo (-1,6 ng m-3) a valores indetectáveis ​​(& lt0,1 ng m-3) durante o primeiro e principal MDE, enquanto os dados de RGM mostraram uma tendência oposta durante o período de amostragem com concentrações aumentando dramaticamente para um pico de 230 pg m-3, sincronizado com o esgotamento de Hg0.Os resultados de uma análise de transporte meteorológico indicam que os MDEs observados em ZMS foram principalmente devido a massas de ar sendo transportadas de áreas de águas abertas no Oceano Ártico que já estavam esgotadas de Hg0 quando chegaram e não devido a mecanismos de oxidação in-situ.

Sorção do antimicrobiano ciprofloxacino em óxidos hidratados de alumínio e ferro

Os efeitos da química da solução (pH, força iônica (I) e razão sorbato-sorvente) sobre a sorção de ciprofloxacina em óxidos hídricos de Al (HAO) e Fe (HFO) foram investigados usando análises macroscópicas e espectroscópicas. A sorção para HAO e HFO mostrou um forte comportamento dependente do pH, seguindo a fração de espécies zwitteriônicas em toda a faixa de pH estudada. O aumento em I de 0,01 para 0,5 M teve um efeito insignificante na extensão da sorção de ciprofloxacina, e as isotermas foram bem descritas pelo modelo de Langmuir. HFO possuía uma capacidade de sorção maior (0,066 mmol kg-1) do que HAO (0,041 mmol kg-1). A dissolução de óxidos hídricos promovida pelo ligante, mais pronunciada para HAO, foi observada na presença de ciprofloxacina, mas em uma concentração inicial bastante elevada (0,5 mM). A análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier de refletância total atenuada indicou que diferentes tipos de complexos de superfície de ciprofloxacina são formados com HAO e HFO, enquanto um complexo mononuclear monodentado (com −COO-) parece provável entre ciprofloxacina e HAO, ceto O e um O de COO- parecem estar envolvido na formação de um anel de seis membros com Fe na superfície do HFO. Espera-se que os resultados do estudo aumentem nosso entendimento sobre a reatividade ambiental das fluoroquinolonas, uma importante classe de compostos antimicrobianos.

Controles de especiação de arsênio e partição de fase sólida nos sedimentos de um lago de duas bacias
  • J. A. Jay,
  • N. K. Blute,
  • K. Lin,
  • D. Senn,
  • H. F. Hemond, e
  • J. L. Durant

A regeneração de arsênico (As) de sedimentos de Spy Pond, um lago de duas bacias próximo a Boston, MA, continua a resultar em níveis de As sazonalmente elevados, apesar das várias décadas que se passaram desde a contaminação histórica da lagoa por uma entrada de pulso de As. A especiação em fase sólida e a partição de As nos sedimentos parecem ser os determinantes primários da taxa de regeneração potencial de As e, inversamente, da taxa em que ocorrerá o soterramento de longo prazo da carga de As do lago. Embora a química do ferro (Fe) muitas vezes controle a especiação de As em lagos, uma taxa mais alta de regeneração de As na bacia sul, acompanhada pela ausência de uma correlação entre As regenerados e Fe nesta bacia, sugere que fatores adicionais operam para controlar o ciclo de As este lago. A especiação de As de fase sólida foi notavelmente semelhante entre os sedimentos das duas bacias deste lago, cerca de 40% do As sedimentares nos sedimentos superiores estando em frações relativamente lábeis (ionicamente ligadas e fortemente adsorvidas) e uma fração maior de As associada a minerais recalcitrantes , provavelmente sulfetos. Dados de extração, fluorescência de raios-X e sulfeto ácido-volátil coletivamente sugerem que a ciclagem de As sedimentar em ambas as bacias é amplamente controlada pela formação de minerais de sulfeto. Uma contabilização do tamanho dos reservatórios de enxofre (S) apóia esta conclusão, mostrando que existe S suficiente na bacia do norte para controlar Fe e As, enquanto a bacia do sul tem níveis mais baixos de S, resultando no acúmulo sazonal de Fe na água porosa.

Método fotossensibilizador para determinar constantes de taxa para a reação de carbonato radical com compostos orgânicos
  • Silvio Canonica,
  • Tamar Kohn,
  • Marek Mac,
  • Francisco J. Real,
  • Jakob Wirz e
  • Urs von Gunten

O radical carbonato (CO3 • -) é um oxidante poderoso que está presente em águas superficiais iluminadas pelo sol e em águas tratadas por processos de oxidação avançados. A produção de CO3 • - em solução aquosa através da oxidação do ânion carbonato por estados tripletos excitados de cetonas aromáticas foi investigada neste estudo para fornecer novos métodos para a determinação de constantes de taxa e para explorar uma possível via fotoinduzida de CO3 • - formação na ambiente aquático. As constantes de taxa para quenching tripleto por ânion carbonato de até 3,0 × 107 M-1 s-1 e CO3 • - rendimentos próximos da unidade, determinados usando fotólise de flash a laser, nos permitiram concluir que tal mecanismo de formação pode ser significativo em águas naturais sulit . Métodos cinéticos baseados em fotólise flash ou irradiação em estado estacionário e no uso de cetonas aromáticas como fotossensibilizadores deram constantes de taxa bimolecular na faixa de 4 × 106 a 1 × 108 M-1 s-1 para a reação de CO3 • - com vários herbicidas s-triazina e fenilureia. Para várias anilinas e ânions fenóxidos, as constantes de taxa determinadas por esses métodos concordam bem com os valores publicados. Além disso, poderia ser mostrado pela primeira vez por um método direto que a matéria orgânica natural dissolvida (DOM) reduz a vida útil de CO3 • - e uma constante de taxa de segunda ordem de (280 ± 90) (mg de C / L) - 1 s-1 foi obtido para o ácido fúlvico do rio Suwannee.

Efeitos das condições redox mediadas microbianamente nas interações PAH-solo

Os impactos das condições redox mediadas por micróbios na biodisponibilidade de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos persistentes (PAHs) em solos e sedimentos receberam pouco estudo, apesar do fato de que a maioria dos solos saturados de água e sedimentos passam uma parte significativa do tempo sob condições reduzidas. Para atender a essa necessidade, um solo de superfície não contaminado foi incubado sob várias condições redox (aeróbia, redutora de nitrato, redutora de sulfato e metanogênica). Dependendo das condições redox, diferentes quantidades de ácidos fúlvico e húmico foram liberadas como matéria orgânica dissolvida (DOM) do solo durante a incubação. O DOM liberado em condições altamente reduzidas era mais apolar, aromático e polidisperso, de maior peso molecular, e tinha uma capacidade de sorção de pireno maior em comparação com aquele obtido de incubações relativamente óxicas. A matéria orgânica da fase solo incubada em condições reduzidas também se tornou relativamente mais aromática, contendo moléculas orgânicas apolares de menor conteúdo de oxigênio e exibindo maior capacidade e comportamento de sorção / dessorção mais não linear e histérico para o pireno. Essas observações apoiam a hipótese de que ambientes reduzidos estabelecidos por micróbios indígenas do solo alteram a matéria orgânica do solo de maneira semelhante aos processos diagenéticos. Essa alteração semelhante à humificação ocorreu principalmente em frações relativamente mais lábeis da matéria orgânica do solo. Essas descobertas são importantes para avaliar o destino final e o risco de exposição de contaminantes orgânicos hidrofóbicos em solos e sedimentos onde os microrganismos vivos desempenham um papel significativo na formação e evolução da matéria orgânica do solo / sedimento.

Efeito da precipitação nas propriedades elétricas de baixa frequência de colunas de ferro zerovalente

Conduzimos estudos de coluna para investigar a aplicação de um método elétrico não invasivo para monitorar a precipitação em colunas de Fe0 usando (a) Na2SO4 (0,01 M, oxigênio dissolvido (DO) = 8,8 ppm) e (b) Na2CO3 (0,01 M, DO = 2,3 ppm) soluções. Um aumento em termos de condutividade complexa (máximo 40% na coluna de sulfato e 23% na coluna de carbonato) ocorreu ao longo de 25 dias. A microscopia eletrônica de varredura (SEM) identificou alteração na superfície do mineral, com maiores mudanças na coluna de sulfato de alto OD em relação à coluna de carbonato de baixo OD. A difratometria de raios X (DRX) identificou quantidades reduzidas de hematita / maghemita em ambas as colunas, precipitação de goetita / acaganeita na coluna de sulfato e precipitação de siderita na coluna de carbonato. As medições de adsorção de nitrogênio mostraram aumentos na área superficial específica dos minerais de ferro (27,5% para a coluna de sulfato e 8,2% para a coluna de carbonato). Como as variações na condutividade eletrolítica e porosidade eram mínimas, as mudanças elétricas são atribuídas a (1) maior condutividade interfacial complexa devido ao aumento da área de superfície e alteração mineralógica e (2) aumento da condução eletrônica devido ao aumento da transferência de elétrons através da interface ferro-fluido. Nossos resultados mostram que as medições elétricas são um indicador proxy da alteração da superfície de Fe0.

Composição de fósforo em fezes de ovelha e mudanças no campo determinadas por espectroscopia de 31 P NMR e XRPD
  • Charles A. Shand,
  • Grace Coutts,
  • Stephen Hillier,
  • David G. Lumsdon,
  • Alexander Chudek, e
  • Jan Eubeler

Faltam informações sobre a espécie P nas fezes das ovelhas. Essas informações são necessárias para entender a ciclagem P em ecossistemas de pastagem. A composição de P nas fezes de ovinos pastando na Escócia foi avaliada em amostras liofilizadas por espectroscopia 31P MAS (spinning de ângulo mágico) NMR (ressonância magnética nuclear) e XRPD (difração de raios-X em pó). O espectro 31P MAS NMR mostrou ressonâncias e bandas laterais consistentes com fosfato dicálcico dihidratado (brushite) e fosfato de amónio magnésio hexa-hidratado (estruvite). O XRPD confirmou o resultado e permitiu a quantificação desses minerais, que representaram 63% do P. Para determinar as transformações no campo, fezes de ovelhas foram coletadas e reaplicadas em pastagens sem ovelhas em manchas sintéticas durante o final do verão. O peso seco diminuiu com o tempo e as fezes desapareceram entre 84 e 112 dias após chuvas fortes. A concentração de P nas fezes recuperada em intervalos de até 84 dias mudou pouco com o tempo, mas a contribuição da brushita e estruvita diminuiu e dentro de 1 semana & lt50% permaneceu indicando a conversão em outras formas. Os espectros de 31P NMR de fase de solução dos extratos de NaOH / EDTA das fezes foram dominados pelo ortofosfato inorgânico com pequenas quantidades de P orgânico que foram atribuídos a ésteres de fosfato e polifosfatos.

Aceleração e extinção da fotólise de PCB na presença de surfactante e materiais húmicos

O fotodecay de um congênere policlorobifenil (PCB), 2,3,4,5-tetraclorobifenil (TeCB), em um processo de lavagem de sujeira auxiliado por surfactante foi investigado. O surfactante foi considerado uma fonte de hidrogênio útil para melhorar o fotodecay TeCB via processo de fotorredução, enquanto o efeito de atenuação de luz resultou dos compostos não-alvo na solução e o impacto de materiais húmicos que co-extraíram do solo desempenharam papéis importantes em o processo de destruição fotolítica do TeCB. Um sedimento bem definido, EPA-11, foi usado como fonte de materiais húmicos para examinar os efeitos de aceleração e extinção no processo de fotólise. Resultados experimentais indicaram que a baixa dose de materiais húmicos atuou principalmente como fonte suplementar de hidrogênio para melhorar a taxa de fotodegradação, enquanto em doses maiores sua propriedade anfotérica de ser um supressor fotoquímico tornou-se perceptível gradativamente, retardando a reação. Esses efeitos foram inspecionados e as constantes de taxa dominantes foram quantificadas através do exame de possíveis sub-reações no assistente de modelos lineares propostos neste estudo. Os modelos sob três condições diferentes em níveis húmicos zero, baixo e alto associados a um modelo de atenuação de luz foram desenvolvidos com sucesso para resolver as constantes de taxa dominantes do processo. As boas correlações entre os dados experimentais e os modelos verificam que os mecanismos de reação propostos de aceleração da taxa (resultante das características da fonte de hidrogênio do surfactante e do material húmico) e retardamento da taxa (altos níveis de materiais húmicos) coexistem no processo.

Oxidação catalisada por ferro (II) de arsênio (III) em uma coluna de sedimentos
  • Kevin J. Bisceglia,
  • Kevin J. Rader,
  • Richard F. Carbonaro,
  • Kevin J. Farley,
  • John D. Mahony, e
  • Dominic M. Di Toro

A contaminação por arsênio em sistemas aquáticos é uma preocupação mundial. Compreender a ciclagem redox do arsênio em sedimentos é fundamental para avaliar o destino do arsênio em ambientes aquáticos e desenvolver diretrizes de qualidade de sedimentos. A oxidação direta do arsênio trivalente inorgânico, As (III), pelo oxigênio molecular dissolvido, foi estudada e considerada bastante lenta. Uma via química para a oxidação do As (III) foi proposta recentemente em que uma espécie radical, Fe (IV), produzida durante a oxidação do ferro divalente, Fe (II), facilita a oxidação do As (III). A rápida oxidação do As (III) foi observada (em uma escala de tempo de horas) em sistemas descontínuos em pH 7 e 7,5, mas a extensão da oxidação do As (III) foi limitada. A oxidação catalisada por Fe (II) do As (III) é examinada em uma coluna de sedimento usando estudos computacionais e experimentais. É construído um modelo de transporte reativo que incorpora a complexa cinética de geração de espécies radicais e oxidação de Fe (II) e As (III) que foram desenvolvidas anteriormente. O modelo é aplicado aos dados da coluna experimental. Os resultados indicam que a via química proposta pode explicar a oxidação do As (III) nos sedimentos e que o transporte nos sedimentos desempenha um papel vital no aumento da extensão da oxidação do As (III) e na eficiência da catálise do Fe (II).

Degradação oxidativa de glifosato e aminometilfosfonato por óxido de manganês

O glifosato (N− (fosfonometil) glicina), o herbicida mais comumente usado em todo o mundo, degrada-se com relativa rapidez nos solos na maioria das condições, presumivelmente por processos microbianos. O produto de degradação mais freqüentemente detectado no solo e na água é o AMPA (ácido aminometilfosfônico). Nós relatamos a primeira evidência de uma via abiótica de degradação do glifosato e do AMPA em condições ambientalmente realistas. Tanto o glifosato quanto o AMPA se degradaram a 20 ° C em suspensões aquosas diluídas de birnessita, um óxido de manganês comum em solos, conforme evidenciado pelo acúmulo de ortofosfato em solução por um período de vários dias. Conclui-se que a degradação abiótica envolveu a clivagem da ligação C − P na superfície do óxido de Mn, embora tenham sido encontradas evidências de clivagem da ligação C − N no caso do glifosato e da sarcosina, um provável produto da degradação do glifosato. A degradação do glifosato foi mais rápida do que a do AMPA e a temperatura mais elevada (50 ° C) resultou na degradação mais rápida do glifosato e do AMPA. A adição de sulfato à solução não teve efeito marcante na taxa de reação, embora a adição de Cu2 + tenha inibido a degradação. Como esse íon metálico se complexifica fortemente com o glifosato, a inibição pode ser atribuída à capacidade do Cu2 + de limitar a coordenação do glifosato a locais de oxidação reativos na superfície do óxido de Mn. Usando um projeto experimental semelhante, não fomos capazes de detectar a degradação do glifosato em uma solução equimolar de MnCl2 (0,5 mM). No entanto, demonstramos que a oxidação do Mn2 + é aumentada tanto em solução quanto em superfície inerte, na presença de glifosato (razão molar 4: 1 Mn − glifosato). Esse resultado sugere que a degradação oxidativa do glifosato na presença de Mn2 + pode, em última instância, ocorrer após a oxidação espontânea do manganês mediada pelo oxigênio.

Produtos e mecanismo de formação de aerossol orgânico secundário a partir de reações de n-Alcanos com radicais OH na presença de NOx

A formação de aerossol orgânico secundário (SOA) a partir de reações de n-alcanos com radicais OH na presença de NOx foi investigada em uma câmara ambiental usando um espectrômetro de massa de feixe de partículas de dessorção térmica para análise de partículas. SOA consistia em produtos de primeira e de alta geração, todos nitratos. Os principais produtos de primeira geração eram δ-hidroxinitratos, enquanto os produtos de alta geração consistiam em dinitratos, hidroxidinitratos e tetrahidrofuranos substituídos contendo grupos nitrooxi, hidroxila e carbonila. Os tetrahidrofuranos substituídos são formados por uma série de reações nas quais δ-hidroxicarbonilas isomerizam em hemiacetais cíclicos, que então se desidratam para formar dihidrofuranos substituídos (compostos insaturados) que reagem rapidamente com radicais OH para formar produtos de menor volatilidade. Os rendimentos de SOA variaram de ± 0,5% para C8 a ± 53% para C15, com um aumento acentuado de ± 8% para C11 a ± 50% para C13. Isso provavelmente se deve ao aumento da contribuição dos produtos de primeira geração, entre outros fatores. Por exemplo, o SOA formado a partir da reação C10 não continha produtos de primeira geração, enquanto que para a reação C15 o SOA era ∼40% de produtos de primeira geração e ∼60% de produtos de geração superior, respectivamente. Os δ-hidroxicarbonilos de primeira geração são especialmente importantes na formação de SOA, uma vez que suas reações subsequentes podem formar rapidamente compostos de baixa volatilidade. Na atmosfera, os di-hidrofuranos substituídos criados a partir de δ-hidroxicarbonilos irão reagir principalmente com os radicais O3 ou NO3, abrindo assim vias de reação normalmente não acessíveis aos compostos saturados.

Relação entre a acumulação de mercúrio na perca amarela jovem do ano e as flutuações do nível da água

Um esforço de monitoramento de três anos (2001–2003) de 14 lagos no nordeste de Minnesota foi conduzido para documentar as relações entre as flutuações do nível da água e a bioacumulação de mercúrio em percas amarelas jovens do ano (YOY) (Perca flavescens) coletadas no outono de cada ano em locais fixos. Seis desses lagos estão localizados dentro ou adjacentes ao Parque Nacional Voyageurs e são influenciados por barragens nas saídas dos lagos Rainy e Namakan. Um local em Sand Point Lake coincide com um local que tem nove anos de monitoramento anterior adequado para abordar o mesmo problema por um período de tempo mais longo. As concentrações médias de mercúrio na perca amarela YOY em cada local de amostragem variaram significativamente de ano para ano. Para o local de monitoramento de 12 anos em Sand Point Lake, os valores variaram de 38 ng gww-1 em 1998 a 200 ng gww-1 em 2001. Para o estudo de 14 lagos, as concentrações médias anuais variaram por quase um fator de 2, em média, para cada lago ao longo dos três anos de registro. Um provável fator responsável por essas grandes variações é que as flutuações anuais do nível da água estão fortemente correlacionadas com os níveis de mercúrio em poleiro YOY para ambos os conjuntos de dados.

Uso do Propranolol Farmacêutico Quiral para Identificar Descargas de Esgoto em Águas Superficiais

A descarga de volumes relativamente pequenos de esgoto não tratado é uma fonte de contaminantes derivados de águas residuais em águas superficiais que muitas vezes é ignorada porque é difícil discriminar de efluentes de águas residuais. Para identificar as descargas de esgoto bruto, analisamos os dois enantiômeros do popular farmacêutico quiral, o propranolol, após a derivação para converter os enantiômeros em diastereômeros. A fração enantiomérica (a razão entre a concentração de um de seus isômeros e a concentração total) de propranolol no afluente de cinco estações de tratamento de águas residuais foi de 0,50 ± 0,02, enquanto após o tratamento secundário foi de 0,42 ou menos. Em um estudo de laboratório projetado para simular um sistema de tratamento de águas residuais municipais com lodo ativado, a fração enantiomérica do propranolol diminuiu de 0,5 para 0,43 conforme o composto passava por biotransformação. Em um sistema semelhante projetado para simular uma água de superfície dominada por efluentes, a fração enantiomérica de propranolol permaneceu constante enquanto passava por biotransformação.A análise de amostras de águas superficiais com descargas conhecidas ou suspeitas de esgoto não tratado continha propranolol com uma fração enantiomérica de aproximadamente 0,50, enquanto águas superficiais com grandes descargas de efluente de águas residuais continham propranolol com frações enantioméricas semelhantes às observadas em efluentes de águas residuais. A medição de enantiômeros de propranolol pode ser útil na detecção e documentação de contaminantes relacionados a vazamentos de esgoto e transbordamentos combinados de esgoto.

Medições automatizadas de mercúrio especiado em Michigan

Medições automatizadas de mercúrio especiado foram feitas em um local rural (Dexter, MI) e um urbano (Detroit, MI) em Michigan durante períodos selecionados de 1999 a 2002 para avaliar as concentrações de elementar (Hg0), gasoso reativo (RGM) e particulado mercúrio (Hgp) nesses ambientes. Aqui, apresentamos os primeiros valores relatados para RGM em Michigan. As concentrações médias de RGM foram de 2,21−2,93 pg m-3 em Dexter e foram 3−11 vezes maiores em Detroit a 6,41−22,0 pg m-3. Concentrações máximas de RGM de 38,7 pg m-3 e 270 pg m-3 foram observadas em Dexter e Detroit, respectivamente. As relações RGM / Hg0 medidas estavam na faixa de 0,04-11,60%, indicando que às vezes RGM compreende mais do que a visão atualmente realizada de 5% do mercúrio gasoso total no ar. Padrões diurnos bem pronunciados de RGM foram observados no local rural, enquanto o local urbano exibiu padrões que foram influenciados pelas emissões noturnas e transporte regional. Uma análise das razões RGM / Hgp no local urbano, quando combinada com a análise da trajetória, sugere que o local recebe insumos de mercúrio de fontes locais e regionais. Episódios de concentrações elevadas de ozônio que foram acompanhados por aumentos nas concentrações de RGM foram observados para ocorrer no final da tarde e durante a noite. Isso pode ser evidência de advecção de ozônio e RGM em longas distâncias até o local.

Remoção e inativação de vírus transmitidos pela água usando ferro zerovalente

Um desafio assustador enfrentado pela indústria de água e reguladores é como controlar simultaneamente patógenos microbianos, desinfetantes residuais e subprodutos da desinfecção na água potável, e fazer isso a um custo aceitável. Dos diferentes patógenos, os vírus são especialmente problemáticos devido ao seu tamanho pequeno, alta mobilidade e resistência à cloração e filtração. Na última década, o ferro zerovalente foi usado para tratar uma ampla variedade de contaminantes orgânicos e inorgânicos de águas subterrâneas. No entanto, o ferro não foi testado contra agentes biológicos. Este estudo examinou a eficácia do ferro zerovalente comercial para remover dois vírus, φX174 e MS-2, da água. A remoção desses vírus por grânulos de ferro em reatores em lote foi de primeira ordem, e a taxa foi provavelmente controlada por transferência de massa externa. A maioria dos vírus removidos da solução foram inativados ou irreversivelmente adsorvidos ao ferro. Em uma coluna de fluxo contínuo contendo ferro zerovalente (com 20 min de tempo de contato de ferro), a eficiência de remoção para ambos os vírus foi de 4 log em um teste de pulso inicial e superior a 5 log no segundo teste de pulso após a passagem de 320 poros volumes de água subterrânea artificial. Assumimos que a eficiência melhorada foi devido à formação contínua de novos óxidos de ferro (oxidrato) que serviram como locais de adsorção de vírus. Até onde sabemos, esta é a primeira demonstração da remoção do agente biológico da água pelo ferro zerovalente. Os resultados deste estudo sugerem que o ferro zerovalente pode ser potencialmente útil para desinfetar água potável e águas residuais, reduzindo assim nossa dependência do cloro e reduzindo a formação de subprodutos da desinfecção.

Oxidação eletrolítica sequencial e redução de compostos energéticos da fase aquosa

A contaminação de solos e águas subterrâneas com compostos energéticos foi documentada em muitas antigas fábricas e estâncias de fabricação de munições. Uma pesquisa recente na Colorado State University (CSU) demonstrou a utilidade potencial da degradação eletrolítica de compostos orgânicos usando uma barreira reativa permeável eletrolítica (barreira eletrônica). Em princípio, uma abordagem eletrolítica para degradar compostos energéticos aquosos, como hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazina (RDX) ou 2,4,6-trinitrotolueno (TNT), pode superar as limitações das estratégias de gerenciamento que envolvem somente oxidação ou redução, por meio de oxidação − redução ou redução − oxidação sequencial. O objetivo desta pesquisa de prova de conceito foi avaliar a transformação da fase aquosa RDX e TNT em reatores eletrolíticos de fluxo direto. Experimentos de laboratório foram conduzidos usando seis reatores de coluna idênticos contendo meios porosos e eletrodos de titânio expandido com óxido de metal misturado. Três colunas testaram a transformação TNT e três testaram a transformação RDX. A sequência de eletrodos foi variada entre as colunas e uma coluna para cada contaminante atuou como um controle sem tensão. Mais de 97% do TNT e 93% do RDX foram transformados nos reatores sob oxidação-redução sequencial. Acúmulo significativo de intermediários de degradação conhecidos não foi observado sob oxidação-redução sequencial. A remoção de aproximadamente 90% de TNT e 40% de RDX foi observada sob redução sequencial − oxidação. Requisitos de energia na ordem de 3 W / m2 foram medidos durante o experimento. Isso sugere que uma abordagem eletrolítica in-situ pode ser econômica para o gerenciamento de águas subterrâneas contaminadas com compostos explosivos.

Decomposição de 2,4,6-Trinitrotolueno (TNT) por Irradiação Gama

O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial da irradiação gama para decompor 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) em uma solução aquosa, a faixa de concentração da solução de TNT foi de 0,11−0,44 mmol / L. A taxa de decomposição do TNT por irradiação gama foi cinética de pseudo-primeira ordem sobre as concentrações iniciais aplicadas. A constante da dose era fortemente dependente da concentração inicial de TNT. O aumento da concentração de oxigênio dissolvido na solução foi mais eficaz na decomposição do TNT, bem como na sua mineralização. A dose de irradiação necessária para remover 90% do TNT inicial (0,44 mmol / L) foi 58, 41, 32, 28 e 25 kGy na concentração de oxigênio dissolvido de 0,025, 0,149, 0,3, 0,538 e 0,822 mmol / L, respectivamente . No entanto, o TOC ainda permaneceu como 30% do TOC inicial (3,19 mmol / L) quando a dose de irradiação de 200 kGy foi aplicada à solução de TNT (0,44 mmol / L) contendo oxigênio dissolvido de 0,822 mmol / L. A remoção do TNT foi mais eficiente em pH abaixo de 3 e acima de 11 do que em pH neutro (pH 5-9). A dose de irradiação necessária para remover mais de 99% do TNT inicial (0,44 mmol / L) foi de 39, 76 e 10 kGy em pH 2, 7 e 13, respectivamente. A constante de dose aumentou 1,6 vezes e mais de 15,6 vezes em pH 2 e 13, respectivamente, em comparação com pH 7. Quando uma dose de irradiação de 200 kGy foi aplicada, as eficiências de remoção do TOC (concentração inicial 3,19 mmol / L) foram 91, 46 e 53% em pH 2, 7 e 13, respectivamente. Amônia e nitrato foram detectados como os principais subprodutos do nitrogênio do TNT, e os ácidos glioxálico e oxálico foram detectados como subprodutos orgânicos.

Biotransformação redutiva de tetracloroeteno em eteno durante a degradação anaeróbia de tolueno: evidências experimentais e cinética

A biotransformação redutiva do tetracloroeteno (PCE) em eteno ocorreu durante a degradação anaeróbia do tolueno em uma cultura de enriquecimento. O eteno foi detectado como um produto filho dominante da decloração PCE com acúmulo insignificante de outros etenos parcialmente clorados. A descloração de PCE foi ligada à degradação do tolueno, conforme evidenciado pelas descobertas de que a descloração de PCE foi limitada na ausência de tolueno, mas foi restaurada com um pico de tolueno novamente nas culturas. PCE foi efetivamente desclorado em culturas corrigidas com uma ampla gama de concentrações de PCE e tolueno. A decloração de PCE pode ser descrita por uma equação do tipo Monod, mas seguiu uma cinética de ordem zero em altos níveis de PCE. Além do tolueno, o benzoato e o lactato também puderam ser usados ​​como únicos doadores de elétrons para a decloração redutiva do PCE nas culturas. Em termos de taxas de descloração, o lactato foi o melhor doador de elétrons, seguido pelo benzoato e depois pelo tolueno. As características cinéticas da decloração de PCE foram retidas nas culturas, independentemente dos doadores de elétrons usados, mas os valores da constante cinética eram exclusivos para cada doador de elétrons. A taxa de descloração foi encontrada para ser intimamente correlacionada com o nível de H2 produzido durante a fermentação dos três compostos orgânicos. Observou-se que o nitrato e o sulfato são aceitadores de elétrons favoráveis ​​nesta cultura, e sua presença bloqueou completamente o fluxo de elétrons para o PCE. No entanto, a presença de nitrato e sulfato não destruiu a capacidade de decloração do PCE pela cultura. A decloração PCE foi imediatamente restabelecida após a depleção de nitrato e sulfato na cultura. Este processo anaeróbico fornece uma oportunidade para a remediação simultânea de solventes clorados e certos hidrocarbonetos combustíveis, e o reconhecimento desse processo também é importante para entender o destino subterrâneo e o transporte desses contaminantes em condições naturais.

Via química e cinética da oxidação do fenol pelo reagente de Fenton
  • J. A. Zazo,
  • J. A. Casas,
  • A. F. Mohedano,
  • M. A. Gilarranz, e
  • J. J. Rodríguez

A oxidação do fenol pelo reagente de Fenton (H2O2 + Fe2 +) em solução aquosa tem sido estudada em profundidade com o propósito de se aprender mais sobre as reações envolvidas e a extensão do processo de oxidação, sob diversas condições operacionais. Uma concentração inicial de fenol de 100 mg / L foi usada como representante de uma água residual industrial fenólica. As temperaturas de trabalho de 25 e 50 ° C foram testadas, e o pH inicial foi estabelecido em 3. As doses de H2O2 e Fe2 + foram variadas na faixa de 500−5000 e 1−100 mg / L, respectivamente, correspondendo a 1−10 vezes a relação estequiométrica. Uma série de intermediários foi identificada, correspondendo principalmente a compostos em anel e ácidos orgânicos de cadeia curta. Os mais significativos entre os primeiros foram catecol, hidroquinona e p-benzoquinona; os principais ácidos orgânicos foram maleico, acético, oxálico e fórmico, com quantidades substancialmente menores de ácidos mucônico, fumárico e malônico. Em condições operacionais mais amenas (H2O2 e Fe2 + em concentrações mais baixas), foi encontrada uma grande diferença entre o carbono orgânico total (COT) medido e a quantidade de carbono em todas as espécies analisadas no meio de reação. Essa diferença diminuiu com o aumento das doses de H2O2 e Fe2 +, indicando que os compostos não identificados devem corresponder a intermediários de oxidação entre o fenol e os ácidos orgânicos. Para estabelecer uma via de oxidação completa, os experimentos foram realizados usando cada um dos intermediários identificados como compostos de partida. Diidroxibenzenos foram identificados nos estágios iniciais de oxidação. O ácido mucônico foi detectado no catecol, mas não na hidroquinona e na oxidação de p-benzoquinona, os dois últimos compostos foram oxidados em ácido maleico. Os ácidos oxálico e acético pareceram bastante refratários a esse tratamento de oxidação. Um conhecimento detalhado da evolução temporal dos intermediários de oxidação é de interesse ambiental, particularmente no caso da hidroquinona e da p-benzoquinona, porque suas toxicidades são várias ordens de magnitude mais altas do que a do próprio fenol. A evolução temporal dos intermediários e do TOC foi ajustada a uma equação cinética simples de segunda ordem, e os valores das constantes cinéticas foram determinados. Isso fornece uma abordagem simplificada útil para fins de design.

Reação de TCE de fase não aquosa com permanganato

O tratamento oxidativo do tricloroetileno (TCE) na forma de líquido de fase não aquosa densa (DNAPL) por permanganato de potássio (KMnO4) foi investigado em uma série de testes em lote. O estudo se concentrou na compreensão dos mecanismos fundamentais de remoção oxidativa de DNAPL TCE por oxidação de permanganato. O experimento de dissolução para DNAPL TCE foi realizado como um experimento de controle na ausência de KMnO4. DNAPL TCE dissolvido na fase aquosa até atingir a concentração de saturação de 1200 mg / L (9,16 × 10-3 M) a 20 ° C. A taxa de dissolução de DNAPL TCE foi proporcional ao volume de DNAPL. Na presença de KMnO4, os resultados experimentais mostraram que a quantidade de TCE oxidado durante a reação aumentou continuamente à medida que o [MnO4-] diminuía, embora a taxa diminuísse à medida que o [MnO4-] diminuía. Ficou aparente que mais DNAPL TCE foi removido com uma taxa mais rápida para maior concentração inicial de permanganato. Em alta concentração de permanganato, a concentração aquosa de TCE foi mantida baixa e praticamente constante pela reação química entre TCE aquoso e MnO4-. Porém, à medida que MnO4- foi consumido no sistema, a concentração aquosa começou a aumentar até atingir a solubilidade. Da observação experimental, 1,56-1,78 mol de MnO4- foi consumido por mol de TCE oxidado. Além disso, 2,85-2,98 mol de Cl- foi liberado para a solução por mole de TCE oxidado. Uma vez que a mineralização completa do TCE requer 2,0 mol de MnO4- e libera 3 mol de Cl- por mol de TCE oxidado, os fatores estequiométricos observados indicaram mineralização incompleta de TCE, mas quase completa descloração. O fator de aumento devido à reação química foi quantificado experimentalmente. O fator de aumento mostrou ser uma função da razão molar de MnO4- para TCE no sistema e, portanto, variou durante o período de reação.

Mineralogia de resíduos de controle de poluição do ar de uma fundição secundária de chumbo: implicações ambientais
  • Vojtěch Ettler,
  • Zdenek Johan,
  • Alain Baronnet,
  • Filip Jankovský,
  • Christian Gilles,
  • Martin Mihaljevič,
  • Ondřej Šebek,
  • Ladislav Strnad, e
  • Petr Bezdička

A mineralogia e a solubilidade dos resíduos do controle da poluição do ar (APC) de uma fundição secundária de chumbo (Pb) foram estudadas em amostras da fundição Příbram, República Tcheca, reciclando baterias de automóveis, com ênfase em seu potencial efeito ambiental. A presença de anglesita dominante (PbSO4) e laurionita (Pb (OH) Cl) foi observada em um resíduo sinterizado de câmaras de pós-queima (800-1000 ° C). Em contraste, fases contendo Pb de baixa temperatura, como KCl · 2PbCl2 e caracolita (Na3Pb2 (SO4) 3Cl), foram detectadas no principal resíduo de APC de filtros de tecido do tipo bolsa. Elementos metálicos, zinco (Zn), cádmio (Cd) e estanho (Sn) foram encontrados homogeneamente distribuídos neste resíduo. A formação de anglesita, cotunnita (PbCl2), (Zn, Cd) 2SnO4 e (Sb, As) 2O3 foi observada durante a sinterização deste resíduo de APC a 500 ° C em um forno rotativo. O teste de lixiviação de 168 h no resíduo do filtro, representando a fração que pode escapar do sistema de tratamento de gases de combustão, indicou liberação rápida de Pb e outros contaminantes. Caracolita e KCl · 2PbCl2 são significativamente dissolvidos, e anglesita e cotunnita formam os produtos de alteração, como foi confirmado por análise mineralógica e modelagem PHREEQC-2. Os cloretos contendo Pb observados têm solubilidade significativamente maior do que anglesite e, após a emissão da chaminé de fundição, podem se dissolver prontamente, transferindo Pb para o meio ambiente (solos, água, áreas habitadas).

Testes push-pull para quantificar as taxas de degradação in situ em um local de fitorremediação
  • Mark T. Pitterle,
  • Rikke G. Andersen,
  • John T. Novak, e
  • Mark A. Widdowson

Nove testes push-pull (PPTs) foram realizados para determinar as taxas de respiração aeróbica in-situ em um local contaminado com creosoto e para avaliar a contribuição de choupos híbridos para a remediação de hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (PAH) em águas subterrâneas. Os PPTs foram conduzidos pela injeção de uma solução contendo oxigênio dissolvido e naftaleno (traçadores reativos) com brometo (traçador não reativo) em poços construídos em um aqüífero raso não confinado. O objetivo deste estudo foi determinar a variação sazonal e as diferenças espaciais (áreas contaminadas versus não contaminadas e áreas arborizadas versus não arborizadas) na taxa de consumo de oxigênio dissolvido. As taxas de respiração aeróbia de primeira ordem variaram de 0,0 (poço controle) a 1,25 h-1, o que ocorreu em uma área plantada no início do verão (junho). As taxas medidas no inverno em áreas arborizadas foram maiores por um fator de 3-5 quando comparadas às taxas de inverno determinadas em áreas não arborizadas do local. As taxas nas regiões arborizadas aumentaram mais de 4 vezes no verão em relação ao inverno no mesmo local.

Melhoria das propriedades de dessulfuração e regeneração através do controle das estruturas de poros do H baseado em Zn-Ti2Sorbentes de Remoção de S
  • Suk Yong Jung,
  • Hee Kwon Jun,
  • Soo Jae Lee,
  • Tae Jin Lee,
  • Chong Kul Ryu, e
  • Jae Chang Kim

Para melhorar a capacidade de remoção de enxofre dos sorventes convencionais de remoção de H2S à base de Zn-Ti, um novo sorvente à base de Zn-Ti (ZT-cp) foi preparado pelo método de coprecipitação e testado em um reator de leito empacotado em condições de temperatura média (absorção de H2S a 480 ° C, regeneração a 580 ° C). O novo sorvente à base de Zn-Ti apresentou excelente capacidade de remoção de enxofre sem desativação, mesmo após 10 ciclos de absorção e regeneração. Os sorventes convencionais à base de Zn-Ti (ZT-700, ZT-1000), entretanto, que foram preparados por mistura física, foram continuamente desativados. Em particular, a capacidade inicial de remoção de enxofre do sorvente ZT-cp mostrou um valor de absorção muito alto (0,22 g S / g sorvente), que correspondeu a 91,6% da quantidade de absorção teórica. Esses resultados podem ser explicados pela diferença nas propriedades físicas, como volume de poro, área de superfície e tamanho de partícula. Verificou-se também que os sulfetos formados a partir dos sorventes ZT-cp e ZT-1000 com estrutura espinélica foram facilmente regenerados mesmo a 580 ° C. Aqueles do sorvente ZT-700, com estruturas separadas de ZnO e TiO2, precisavam de uma temperatura superior a 610 ° C para regeneração.

Determinação da lei cinética para liberação de metais tóxicos durante o tratamento térmico de resíduos modelo em um reator de leito fluidizado
  • Jing Liu,
  • S. Abanades,
  • D. Gauthier,
  • G. Flamant,
  • Chuguang Zheng, e
  • Jidong Lu

O acúmulo de metais tóxicos gerado pelo tratamento térmico de resíduos sólidos urbanos representa uma séria ameaça ao meio ambiente. Foi realizado um estudo para investigar a lei cinética da liberação de metais tóxicos de resíduos sólidos urbanos durante seu tratamento térmico. Ambos os modelos direto e inverso foram desenvolvidos em condições transitórias. O modelo matemático direto do reator de leito fluidizado é baseado no modelo de fluxo de duas fases de Kunii e Levenspiel para partículas do Grupo B de Geldart. O modelo inverso pretende prever a taxa de vaporização do metal a partir de sua concentração no gás de saída. Os modelos derivados foram encontrados para prever razoavelmente bem as observações experimentais. Um método para derivar a lei cinética da liberação de metais tóxicos durante o tratamento térmico em leito fluidizado de resíduos do modelo do modelo global e as medições experimentais é derivado e ilustrado. Uma lei de primeira ordem foi ajustada para a matriz mineral e uma lei de segunda ordem (simplificada) foi ajustada para o resíduo do modelo realista.A lei cinética obtida desta forma poderia ser integrada em um modelo global de combustão de resíduos sólidos urbanos a fim de simular os efeitos dos parâmetros operacionais sobre o comportamento do metal.

Efeito da hidroxipropil-β-ciclodextrina na degradação do pentaclorofenol por monopersulfato de potássio catalisado com complexo de ferro (III) -porfirina

Um novo sistema catalítico biomimético contendo um complexo supramolecular entre ferro (III) −tetraquis (p-sulfonatofenil) porfirina [Fe (III) −TPPS] e hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CD) foi examinado para o monopersulfato de potássio catalisado oxidação do pentaclorofenol (PCP). Na ausência de HP-β-CD, a porcentagem de desaparecimento do PCP e o número de átomos de cloro liberados do PCP aumentaram para 50% e 1,5 para um período de reação de 1 dia, respectivamente. No entanto, na presença de HP-β-CD, o PCP desapareceu completamente e o número de átomos de cloro do PCP aumentou para 3,1. O-tetracloroquinona, 2- e 4-hidroxil-nonaclorodifenil éteres e octaclorodibenzo-p-dioxina foram detectados entre os produtos de oxidação. Na ausência de HP-β-CD, a porcentagem de conversão de PCP em produtos de oxidação aumentou e, em seguida, atingiu o platô. Na presença de HP-β-CD, a quantidade de produtos de oxidação produzidos inicialmente aumentou durante os primeiros 10 minutos e depois diminuiu gradualmente. Estes resultados sugerem que a adição de HP-β-CD resulta na degradação adicional dos produtos de oxidação. Além disso, a mineralização de PCP em CO2 foi investigada usando PCP marcado com 14C6. Após um período de reação de 1 dia, 24% do PCP marcado com 14C6 foi convertido em 14CO2 na presença de HP-β-CD, embora geração significativa de 14CO2 não tenha sido observada em sua ausência. O efeito do HP-β-CD na facilitação da degradação do PCP pode ser atribuído ao fato de que a auto-oxidação do Fe (III) −TPPS é evitada pela formação de um complexo supramolecular estável entre o HP-β-CD e o Fe (III) −TPPS.

Modelagem Cryptosporidium parvum Inativação de oocistos e formação de bromato em um contator de ozônio em escala real
  • George Tang,
  • Kwabena Adu-Sarkodie,
  • Dooil Kim,
  • Jae-Hong Kim,
  • Susan Teefy,
  • Hiba M. Shukairy, e
  • Benito J. Mariñas

A inativação de oocistos de Cryptosporidium parvum e a formação de bromato foram avaliadas simultaneamente por meio de experimentos com um contator difusor de bolha de ozônio em escala real usado para desinfecção de água potável. Microesferas de poliestireno tingido com fluorescência foram usadas como substitutos para oocistos de C. parvum. Experimentos de ozonização em semi-batelada foram realizados para determinar o decaimento da intensidade de fluorescência de microesferas individuais, que foi medido por citometria de fluxo. Os resultados obtidos com as microesferas foram correlacionados à cinética de inativação de oocistos de C. parvum, escolhendo um limiar de intensidade de fluorescência adequado abaixo do qual as microesferas foram consideradas equivalentes a oocistos inviáveis. Um modelo matemático foi então usado para prever a eficiência de inativação e formação de bromato. A hidrodinâmica do contator foi caracterizada pela execução de testes de traçador, e os parâmetros cinéticos para decomposição do ozônio e formação de bromato foram obtidos por meio de experimentos em batelada. As previsões do modelo estavam de acordo com os resultados experimentais em grande escala. Simulações de modelo adicionais revelaram que os contatores de ozônio devem ser projetados com a menor mixagem possível, de modo que a eficiência de inativação desejada possa ser alcançada com a menor formação possível de bromato.

Inibição da produção de biohidrogênio por ácidos acético e butírico indissociados

A fermentação da glicose em hidrogênio resulta na produção de ácidos acético e butírico. O efeito inibitório desses ácidos no rendimento de hidrogênio foi examinado pela adição desses ácidos na alimentação de reatores de fluxo contínuo (ácidos externos), ou pelo aumento das concentrações de glicose para aumentar as concentrações de ácidos produzidos pelas bactérias (autoprodução). Os ácidos adicionados à alimentação a uma concentração de 25 mM diminuíram os rendimentos de H2 em 13% (acético) e 22% (butírico), e 60 mM (pH 5,0) de qualquer ácido diminuiu a produção de H2 em & gt93% (concentrações de ácido não dissociadas). Os rendimentos de H2 foram constantes em 2,0 ± 0,2 mol H2 / mol glicose para uma concentração de glicose influente de 10-30 g / L. A 40 g de glicose / L, os rendimentos de H2 diminuíram para 1,6 ± 0,1 mol de H2 / mol de glicose e ocorreu uma mudança para a gênese de solventes. Uma concentração total de ácido não dissociado de 19 mM (ácidos autoproduzidos) foi encontrada para ser uma concentração limite para diminuir significativamente os rendimentos de H2 e iniciar a gênese do solvente. A produção de hidrogênio foi inibida mais por ácidos autoproduzidos (produzidos em altas concentrações de glicose na alimentação) do que por concentrações semelhantes de ácidos adicionados externamente (menores concentrações de glicose na alimentação). Esses resultados mostram que a razão pela qual os rendimentos de hidrogênio podem ser maximizados usando concentrações de alimentação de glicose mais baixas é que as concentrações de ácidos voláteis autoproduzidos (particularmente ácido butírico) são minimizadas.

Valores de referência de toxicidade aviária para sulfonato de perfluorooctano

Os valores de referência de toxicidade (TRVs) e as concentrações sem efeito previsto (PNECs) foram derivados para o sulfonato de perfluorooctano (PFOS) com base nas características de um predador aviário de topo. Com base nos pressupostos de proteção usados ​​nesta avaliação, os parâmetros de referência protegem as populações de aves e foram baseados em exposições dietéticas agudas e crônicas de codornizes e patos-reais. Os desfechos toxicológicos incluíram mortalidade, crescimento, consumo de ração e histopatologia. Os desfechos reprodutivos incluíram produção de ovos, fertilidade, eclodibilidade e sobrevivência, e crescimento da prole. Com base na metodologia da Iniciativa dos Grandes Lagos da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos e uma concentração mais baixa de efeitos adversos observáveis ​​(LOAEC) de 10 mg de PFOS kg-1 de ração, um fator de incerteza de 36 foi derivado. O TRV com base na ingestão alimentar de PFOS foi 0,021 mg PFOS kg-1 de peso corporal dia-1, enquanto para soro, fígado e ovo, os TRVs foram 1,7 μg PFOS mL-1, 0,6 μg PFOS g-1 de peso úmido e 1,7 μg PFOS mL-1, respectivamente. Com base na metodologia da Comissão Europeia, um fator de correção de 2 (para o nível de efeito mais baixo observado para nenhum nível de efeito observável) e um fator de avaliação de 30, para um ajuste total de 60, foram usados ​​para derivar os PNECs. PNECs com base nas concentrações de PFOS na dieta, soro, fígado e ovo foram 0,013 mg PFOS kg-1 de peso corporal dia-1, 1,0 μg PFOS mL-1, 0,35μg PFOS g-1 de peso úmido e 1,0 μg PFOS mL-1 , respectivamente.

Absorção de metais aquosos e dietéticos pelo mexilhão Perna viridis com diferentes histórias de exposição ao Cd

As influências de diferentes regimes de pré-exposição ao Cd (rota, concentração e duração da exposição ao Cd) na biodisponibilidade de Cd, Ag, Hg e Zn para os mexilhões verdes Perna viridis foram quantificadas neste estudo. Após a pré-exposição dos mexilhões ao Cd, medimos a concentração de Cd nos tecidos do mexilhão e a taxa de depuração, bem como a eficiência de assimilação dietética (EA) dos metais e a taxa de influxo da fase dissolvida dos quatro metais estudados. Diferenças na rota (vias aquosas e dietéticas) e na história de pré-exposição (concentração e duração combinadas de Cd) não afetaram significativamente a ingestão subsequente de Cd dietética e aquosa. Os AEs dietéticos de Cd aumentaram após a pré-exposição ao Cd dissolvido e dietético. Houve correlação significativa entre o Cd AE e a concentração corporal de Cd acumulada nos mexilhões. A assimilação dietética de Hg e Zn também aumentou ligeiramente (mas não significativamente) após a pré-exposição ao Cd, mas os AEs do Ag permaneceram constantes. Exceto pela diminuição significativa na absorção dissolvida de Hg, a pré-exposição ao Cd aparentemente não afetou a absorção dos outros três metais da solução. As interações metal-metal são provavelmente afetadas pela especificidade da indução por metalotioneína. Nosso estudo demonstrou que a concentração corporal de Cd, bem como a concentração ambiental de Cd, ao invés do histórico de pré-exposição, foram mais importantes em afetar o acúmulo de Cd nos mexilhões. Esses fatores precisam ser considerados na interpretação das concentrações de corpos metálicos em biomonitores.

Absorção de nanopartículas de óxido em fibroblastos pulmonares humanos: efeitos do tamanho das partículas, aglomeração e difusão em baixas concentrações
  • Ludwig K. Limbach,
  • Yuchun Li,
  • Robert N. Grass,
  • Tobias J. Brunner,
  • Marcel A. Hintermann,
  • Martin Muller,
  • Detlef Gunther, e
  • Wendelin J. Stark

Estudos quantitativos sobre a absorção de nanopartículas em sistemas biológicos devem considerar aglomeração, sedimentação e difusão simultâneas em concentrações fisiologicamente relevantes para avaliar os riscos correspondentes dos nanomateriais para a saúde humana. Neste artigo, o transporte e a absorção de nanopartículas de óxido de cério industrialmente importantes em fibroblastos de pulmão humano são medidos in vitro após a exposição de suspensões de partículas completamente caracterizadas a uma cultura de células de fibroblastos para partículas de quatro frações de tamanho separadas e concentrações variando de 100 ng g-1 a 100 μg g-1 de fluido (100 ppb a 100 ppm). As descobertas inesperadas em concentrações tão baixas, mas fisiologicamente relevantes, revelam uma forte dependência da quantidade de céria incorporada no tamanho da partícula, enquanto a densidade do número de nanopartículas ou a área de superfície total da partícula são de menor importância. Essas descobertas podem ser explicadas com base em um modelo puramente físico. A rápida formação de aglomerados no líquido é fortemente favorecida para partículas pequenas devido a uma alta densidade numérica, enquanto as maiores permanecem principalmente não aglomeradas. A difusão (fração de tamanho 25−50 nm) ou sedimentação (fração de tamanho 250−500 nm) limita o transporte de nanopartículas para as células de fibroblastos. Os processos de absorção biológica na superfície da célula são mais rápidos do que o transporte físico para a célula em concentrações tão baixas. A comparação da estabilidade do colóide de uma série de nanopartículas de óxido revela que as suspensões de óxido não tratadas se aglomeram rapidamente em fluidos biológicos e permite a conclusão de que a cinética de transporte e absorção apresentada em baixas concentrações pode ser estendida a outros materiais industrialmente relevantes.


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