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Evolution of atomically dispersed co-catalysts during solar or UV photocatalysis for efficient and sustained H2 production
ABSTRACT: The evolution of metal/titania photocatalysts during photocatalytic H-2 evolution is herein studied. Samples containing atomically dispersed Pt co-catalysts (single atoms, clusters and sub-nanoparticles) formed after calcination were compared to pre-reduced analogues mostly having metallic nanoparticles (diameters >1 nm) during ethanol photoreforming under either UV-rich irradiation or natural sunlight. Aggregation of ultra-dispersed oxidised platinum entities (Pt delta+) with concomitant reduction into Pt-0 nanoparticles (1-2 nm) was observed after UV irradiation by transmission electron microscopy (TEM), and diffuse reflectance UV-visible (DRUV-vis) and X-ray photoelectron (XPS) spectroscopies. A parallel, albeit slower, evolution trend was evidenced during solar photocatalysis. Conversely, atomically dispersed Cu co-catalyst species did not grow and became in-situ reduced into sub-nanometric Cu-0 under irradiation. Hydrogen production rates were remarkably high during initial stages of UV irradiation, and then declined to a sustained regime (approximate to 50 and 8 mmol g(-1) h(-1) for Pt/TiO2 or Cu/TiO2, respectively, for up to 24 h of irradiation). Steadier solar photoreforming was observed in experiments performed in a compound parabolic collector tubular reactor (approximate to 7.6 and 1.7 mmol g(-1) h(-1) for Pt/TiO2 or Cu/TiO2, respectively). Despite the non-negligible effect of co-catalyst rearrangement on activity rationalised herein, attenuated total reflectance Fourier-transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy measurements pre- and post-photocatalysis suggest that accumulation of strongly adsorbed degradation intermediates, chiefly acetate, is a major cause for rate decreases. Notwithstanding, this phenomenon did not result in total deactivation, so that sustained hydrogen production upon long-term irradiation was not compromised
Vulnerabilidade da água subterrânea para nitratos numa região árida
ABSTRACT: One of the major challenges in assessing groundwater vulnerability is the factors number and weight assigned. Therefore, to improve groundwater vulnerability assessment, a model independent of weight assignment errors must be considered. Groundwater specific vulnerability index (SVI) was applied in the region of Gabès (Tunisia). Intrinsic vulnerability index (IVI) assessment was firstly determined by the arithmetic mean calculation of index overlay method (IOM), based on the Depth of aquifer (D), annual average Precipitation (P), Lithology of the vadose zone (L) and percent of Slope (DPLS). Then SVI was assessed by linking new factors (Land Use and NO3-) to IVI. A total of one hundred groundwater samples were analysed for NO3-, exceeding 50 mg L-1. The spatial distribution of IVI shows four vulnerability classes: low (15%), moderate (35%), high (23%) and very high (27%). About 95% of the area registered high SVI values. This situation reinforces water-saving irrigation actions for adequate groundwater management.RESUMO: Um dos principais desafios na avaliação da vulnerabilidade da água subterrânea é o número e o peso dos fatores considerados, pelo que deve ser considerado um modelo independente de erros. A vulnerabilidade da água subterrânea na região de Gabès (Tunísia) foi determinada através do Índice de Vulnerabilidade Específico (SVI). Inicialmente é calculado o índice de vulnerabilidade intrínseca (IVI), considerando a profundidade do aquífero (D), precipitação média anual (P), litologia da zona vadosa (L) e percentagem de declive (DPLS). O índice SVI resulta da introdução de novos fatores – Uso do Solo e NO3-. Um total de cem amostras de água subterrânea foi colhido, registando um teor de NO3- superior a 50 mg.L-¹. A distribuição espacial do índice IVI mostra quatro classes de vulnerabilidade: baixa (15%), moderada (35%), alta (23%) e muito alta (27%). Cerca de 95% da área regista valores de SVI elevados. Os resultados obtidos reforçam a necessidade de adequadas práticas agrícolas na gestão da água subterrânea
Estudo da atividade hidrotermal no vulcão do Fogo (Cabo Verde) através da análise geoquímica de amostras de solo
ABSTRACT: Characterizing hydrothermal systems at volcanoes is particularly important as they play a crucial role in controlling eruptive dynamics. On the long term, hydrothermal systems participate in the geochemical alteration of both rocks and soils, through hydrolysis, dissolution, mineral precipitation, and secondary mineralization contributing in the gradual destabilization of volcanic structures. Fogo volcano (Cape Verde) is the most active volcano in he eastern Atlantic. It features a fumarolic field and passive degassing in its summit crater. A total of 65 soil samples were collected and analyzed, 4 years after the 2014-2015 eruption, in the area surrounding the volcanic edifice including the last eruptive vent with the main objective of detecting and identifying the geochemical and mineralogical signature of hydrothermal activity. Preliminary results show that soil samples were enriched in Ca, Cu, Co, Fe, Na, P, and Ti, when compared to 2014-2015 lava flows, which is confirmed by principal component analysis. Distribution of geochemical elements clearly reflects the mineral phases and is discussed together with geophysical data to shed the light on hydrothermal processes taking place at Pico do Fogo.RESUMO: A caraterização de sistemas hidrotermais em vulcões é relevante uma vez que estes desempenham um papel crucial no controlo da dinâmica eruptiva. A longo prazo, os sistemas hidrotermais têm influência na alteração geoquímica das rochas e dos solos, por hidrolise, dissolução, precipitação e mineralização secundária. O vulcão do Fogo (Cabo verde) é o mais ativo no Atlântico oriental. Um total de 65 amostras de solos foi recolhido, 4 anos após a erupção de 2014-2015, na área envolvente ao centro eruptivo, tendo sido realizada a caracterização geoquímica e mineralógica das amostras. Os resultados das amostras de solos revelaram enriquecimento em Ca, Cu, Co, Fe, Na, P e Ti, quando comparado com as lavas de 2014-2015, confirmado pela análise em componentes principais. A distribuição geoquímica reflete as fases minerais identificadas, o que será discutido com dados geofísicos para melhorar nossa compreensão dos processos hidrotermais no vulcão Pico do Fogo
Avaliação do pXRF como ferramenta de prospeção em análises de solo para deteção de mineralizações de antimónio: Caso de estudo em Ribeiro da Serra e Tapada : Norte de Portugal
ABSTRACT: A portable X-ray fluorescence (pXRF) is a tool that enables qualitative and semi-quantitative elemental analysis in real-time. In this study, the accuracy of the method for the quantitative analysis of antimony in the ancient mining areas of Ribeiro da Serra and Tapada was evaluated using soil samples. The obtained results were favourable regarding the ability to identify and quantify antimony (Sb) in soil samples without prior preparation.RESUMO: Fluorescência de Raios-X portátil (pXRF) é uma ferramenta que possibilita análises elementares qualitativas e semi-quantitativas em tempo real. Neste trabalho foi avaliada a exatidão do método para a análise quantitativa de antimónio nas antigas zonas mineiras de Ribeiro da Serra e Tapada, utilizando amostras de solo. Os resultados obtidos foram favoráveis quanto à capacidade de identificação e quantificação do antimónio (Sb) em amostras de solo sem preparação prévia
Using LiDAR to identify glacial vestiges in Serra da Peneda (Portugal)
RESUMO: Foram utilizados dados LiDAR obtidos por veículos aéreos para deteção de vestígios glaciários na Serra da Peneda. Um levantamento LiDAR regional com uma distância de amostragem de 60 cm/pixel serviu de base a um MDT (modelo digital de terreno) para analisar toda a área afetada pela glaciação. Foram realizados levantamentos LiDAR de proximidade (distância de amostragem no solo de 3,25 cm/pixel) em sectores cobertos por vegetação arbustiva para a produção de MDT detalhados. Os resultados obtidos mostram que alguns dos vestígios glaciários apenas são detetados com LiDAR, tendo sido identificadas moreias e geoformas de erosão não conhecidas anteriormente, permitindo uma delimitação mais precisa da extensão máxima da glaciação na Serra da Peneda.ABSTRACT: Airborne LiDAR data were used to detect glacial vestiges in Serra da Peneda (northern Portugal). A wide-range survey, with ground sampling distance of 60 cm/pixel served as basis for a DEM (digital elevation model) to analyse the whole area affected by glaciation. Proximity LiDAR surveys (ground sampling distance of 3.25 cm/pixel) in sectors covered with shrub vegetation were processed for the production of detailed DEMs. The results obtained show that some of the glacial vestiges are only detected with LiDAR, having identified moraine and erosion features not previously known, allowing a more accurate delimitation of the maximum extent of
glaciation in Serra da Peneda
Mineralogical characterization by XRD of silt-clay materials from the Lucula and Chela formations (pre-salt of the Lower Congo Basin, Angola)
RESUMO: As unidades siiciclásticas do pré-sal na Bacia do Baixo Congo, de idade mesozoica, são pouco conhecidas. Este trabalho está focado na mineralogia, por difração de raios X, obtida com frações finas das formações de Lucula (pré-rift) e Chela (transição para pós-rift) intercetadas em poços profundos (onshore e offshore) e extraídas em afloramentos. A fração argilosa é geralmente dominada por ilite, mas também se encontram quantidades significativas de caulinite, esmectite ou clorite, sobretudo em arenitos. Ambas as unidades foram alimentadas de regiões com características climáticas e orográficas pouco favoráveis à alteração química. Parte da diversidade composicional é justificada por proveniência heterogénea. A abundância de esmectite em amostras enriquecidas em plagioclase sugere a exumação local de rochas com importante componente máfica. Transformações diagenéticas, em profundidade e à superfície, concorrem para o enriquecimento em caulinite a partir da alteração de feldspatos e outros minerais argilosos em depósitos porosos.ABSTRACT: The pre-salt sand-conglomerate units of the Lower Congo Basin, of Mesozoic age, need to be better known. This work presents mineralogical results obtained by X-ray diffraction for fine-grained fractions of Lucula (pre-rift) and Chela (transition to post-rift) formations intercepted in deep wells (onshore and offshore) and from outcrops. The clay fraction is in general dominated by illite, although kaolinite, smectite and chlorite can also be abundant, in particular in coarse-grained sediments. Both units were sourced from regions where climatic and orographic features did not favor chemical weathering. Part of the observed compositional variability is ascribed to diverse provenance. Smectite abundance in sediments that are also enriched in plagioclase point to local exhumation of rock with significant mafic component. Diagenetic transformations at the surface and during burial are responsible for kaolinite enrichment due to weathering of feldspar and other clay minerals in porous sediments
Transformações ambientais no Mundo Atlântico: como é que o tráfico de pessoas escravizadas transformou as paisagens
ABSTRACT: This paper focuses on the environmental changes that occurred along the margins of Cacheu River (Guinea-Bissau) and Sado River (Portugal), in the context of the transatlantic trade of enslaved people and its aftermath (15th century to the present). We collected four sediment cores in the estuarine areas of those two rivers – Cacheu1, Cacheu2, Cacheu3 and Laxique. The sediments were analysed for environmental proxies and radiocarbon dated. The preliminary analyses of Cacheu1 and Cacheu2 reveal a long sedimentary sequence covering changes over the last 8000 years. The preliminary analyses of sediments collected from the Sado River indicate anthropic influence and the introduction of N-fertilisers in the river alluvial plain before the 18th century, probably related to the production of rice. New dating will improve the resolution of the age-depth models produced for the sedimentary sequences in recent years and will allow a more accurate environmental evolution model.RESUMO: Este artigo foca-se nas mudanças ambientais que ocorreram ao longo das margens do rio Cacheu, na Guiné-Bissau, e do rio Sado, em Portugal, no contexto do comércio transatlântico de pessoas escravizadas e suas consequências (do século XV até o presente). Foram recolhidas quatro sondagens de sedimentos nas áreas estuarinas de ambos os rios - Cacheu1, Cacheu2, Cacheu3 e Laxique. Os sedimentos foram analisados para diversos indicadores ambientais e datados por radiocarbono. As análises preliminares de Cacheu1 e Cacheu2 revelam uma sequência sedimentar longa cobrindo as mudanças ambientais dos últimos 8000 anos. As análises preliminares dos sedimentos de Laxique1 indicam influência antrópica e a introdução de N-fertilizantes na planície aluvial do rio antes do século XVIII, provavelmente relacionados com a produção de arroz. A realização de novas datações permitirá melhorar a resolução dos modelos de idade para anos mais recentes e permitirão a elaboração de um modelo de evolução ambiental mais fidedigno
Grupo da Copiapite: ocorrência e propriedades em ambientes de contaminação mineira
ABSTRACT: The copiapite group shows a wide range of chemical compositions, allowing the identification of several mineral phases (e.g., aluminocopiapite and magnesiocopiapite). These minerals, typically observed in mining environments, are formed from evaporation and acid mine drainage (AMD) precipitation. In these areas, the copiapite has been studied to comprehend its ability to store some potentially toxic elements (PTE), specifically the As. Therefore, the present work aims to characterize mineral samples of copiapite using different techniques (binocular microscope, XRD, SEM-EDS, and FTIR) to understand their morphology, mineralogical and chemical composition, and environmental role. Copiapite samples were collected in two abandoned mining areas of the Iberian Pyrite Belt (IPB): São Domingos (Portugal) and Trimpancho (Spain). The results from the mining areas showed differences corresponding to two phases of the copiapite group, expressed by distinct occurrence modes and variations in morphology and chemical composition.RESUMO: O grupo da copiapite caracteriza-se por ter uma composição química variável, que se traduz na identificação de diferentes fases minerais tais como a aluminocopiapite ou a magnesiocopiapite. Este grupo, tipicamente observado em ambientes mineiros, forma-se através da precipitação e evaporação da drenagem ácida mineira e tem um papel fundamental na mobilização de elementos potencialmente tóxicos (EPT). Uma vez que tem a capacidade de reter estes elementos na sua composição, nomeadamente o As. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo principal a caracterização mineralógica, morfológica e química da copiapite usando diferentes técnicas (microscópio binocular, XRD, SEM-EDS e FTIR). As amostras de copiapite foram colhidas em duas áreas mineiras abandonadas da Faixa Piritosa Ibérica (FPI): São Domingos (Portugal) e Trimpancho (Espanha). Os resultados mostram as diferenças entre amostras que representam duas fases deste grupo, evidenciadas quer por distintos modos de ocorrência, quer pelas variações na morfologia e composição química
Investigação da acidificação dos oceanos ao longo da Margem Ibérica: Resultados oceanográficos da campanha CARBO-ACID
ABSTRACT: The EUROFLEETS+ CARBO-ACID cruise was carried out to investigate the ocean acidification effects on the carbonate organisms (coccolithophores, pteropods, foraminifera, and corals) along the W Iberian Margin. Samples of the water column, plankton, corals and sediments were collected to investigate the acidification effects since the pre-industrial Era until the present. These samples will allow not only to reconstruct the pH variability under different environmental conditions, but also to estimate the biogeochemical changes along the oceanic coastal waters as the anthropogenic influence increases. The obtained results will contribute to better understand and model the
biological response to the expected ocean temperature and pH changes in the future. This work aims to document the type of samples collected, the planned analyses strategy and to show the first oceanographic obtained results in the study area.RESUMO: Para investigar os potenciais efeitos da acidificação nos organismos carbonatados (cocolitóforos, ptéropodes, foraminíferos planctónicos e bênticos, e corais) ao longo da margem Ibérica, realizou-se a Campanha Oceanográfica CARBO-ACID, financiada pelo programa EUROFLEETS+. Nessa campanha foram recolhidas amostras da coluna de água, plâncton, corais e sedimentos para avaliar os efeitos da acidificação em toda a coluna de água desde a Era pré-industrial até ao Presente. As amostras recolhidas permitirão comparar as variações de pH da água sob diferentes condições ambientais e estimar a amplitude das mudanças biogeoquímicas no oceano costeiro, à medida que a influência antropogénica aumenta. Os resultados obtidos irão contribuir para melhorar a modelação da resposta da biota às alterações da temperatura e do pH esperadas no oceano num futuro próximo. Pretende-se neste trabalho divulgar o tipo de amostras colhidas, as análises planeadas e os primeiros
resultados oceanográficos obtidos na área em estudo