Brazilian Journal of Environmental Sciences (Online)
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Critical assessment of restrictive socioeconomic measures taken during the SARS-CoV-2 pandemic and their impact on air quality worldwide
Get PDFThe ongoing global pandemic of the coronavirus disease 2019 has been a public health emergency of international concern. Countries have adopted several restriction measures. Because of this fateful moment, it was possible to assess the effect of anthropogenic activities on air pollutants in an unprecedented way. This work aims to outline changes in the air quality levels of several cities worldwide after the COVID-19 pandemic. Data on the criteria pollutants found in these cities before and during the pandemic were used to evaluate air quality performance. The collection of most of the data was possible thanks to the constant monitoring methods applied in some countries. The severe limitation of people’s movements significantly reduced pollutants concentration, mainly due to the traffic of vehicles. Carbon monoxide, sulfur dioxide, nitrogen dioxide, particulate matter 2.5 μm, and particulate matter 10 μm (CO, SO2, NO2, PM2.5, and PM10) concentration reductions were observed due to more restrictive or flexible lockdowns. In almost all cities evaluated, WHO’s air quality guidelines have been achieved, except for tropospheric ozone, which has been increasing with the reduction of nitric oxides (NOx) emissions. The increment in the concentrations of the pollutants immediately after the end of the restrictions is an indication that control strategies must be implemented to improve air quality.A pandemia global em curso da doença de coronavírus 2019 tem sido uma emergência de saúde pública de interesse internacional. Os países adotaram várias medidas de restrição. Este momento fatídico permitiu avaliar o efeito das atividades antrópicas sobre os poluentes atmosféricos de forma inédita. Este trabalho tem como objetivo apresentar a variação dos níveis de qualidade do ar de várias cidades do mundo após a chegada da pandemia do COVID-19. Critérios de dados de poluentes dessas cidades antes da pandemia e durante seu curso foram adotados para avaliar o desempenho da qualidade do ar. A coleta da maioria dos dados foi possível graças aos métodos de monitoramento constante aplicados em alguns países. A severa limitação dos movimentos das pessoas reduziu significativamente a concentração de poluentes, principalmente em razão do tráfego de veículos. As reduções das concentrações de CO, SO2, NO2, MP2,5 e MP10 foram observadas pelo bloqueio mais restritivo ou flexível. Em quase todas as cidades avaliadas, as diretrizes de qualidade do ar da Organização Mundial da Saúde foram alcançadas, exceto para os níveis de ozônio troposférico, que vêm aumentando com a redução das emissões de NOx. O incremento nas concentrações dos poluentes imediatamente após o fim das restrições é um indicativo de que estratégias de controle devem ser implementadas para melhorar a qualidade do ar
The relationship between the number of COVID-19 cases, meteorological variables, and particulate matter concentration in a medium-sized Brazilian city
Get PDFThe COVID-19 disease was first identified at the end of 2019 and spread rapidly around the world in 2020. Its symptom includes an acute respiratory crisis and the disease has claimed millions of victims. According to the literature, the relationship between COVID-19 transmission, and climatic factors and air pollutants is still unclear. Therefore, studies aiming to clarify this correlation are essential. This study aims to determine the correlation between the number of COVID-19 cases, particulate matter (PM) concentration, and meteorological variables in the city of Limeira, Brazil. The statistical analyses used were a generalized model with gamma distribution, Spearman’s correlation, and cluster analysis, followed by the Mann-Whitney test. The variables included were rainfall, temperature, wind speed, relative humidity, and atmospheric pressure, in addition to social distancing compliance rate, dummy variables for business opening flexibility, and the weekday. The concentration of the coarse inhalable particulate matter (PM10) fraction showed an inverse correlation with relative humidity, rainfall, and pressure. The Total Suspended Particulate matter (TSP) had an inverse correlation with relative humidity, rainfall, weekends, and social distancing compliance rate. A correlation was also found between the number of COVID-19 cases and pressure, PM10, and TSP. Finally, the calculated relative risk showed that the reduction in PM10 concentrations directly affects health, which implies an estimate of almost 13 deaths avoided in Limeira, during the pandemic. The results obtained provide important information as to improving air quality and strategies to contain COVID-19 transmission. Besides, albeit on a small scale, they confirm the relationship between the social distancing compliance rate, PM concentration, and COVID-19 cases.A doença COVID-19 surgiu no final de 2019 e espalhou-se rapidamente pelo mundo em 2020, tendo como sintoma uma crise respiratória aguda e causando milhões de vítimas. De acordo com a literatura, ainda não está clara a relação entre a transmissão de COVID-19 e fatores climáticos e poluentes do ar, sendo portanto fundamentais estudos que visem esclarecer essa correlação. Esta pesquisa tem como objetivo determinar a correlação entre o número de casos de COVID-19, a concentração de material particulado (MP) e variáveis meteorológicas na cidade de Limeira, Brasil. As análises estatísticas utilizadas foram um modelo generalizado com distribuição gama, correlação de Spearman e análise de cluster, seguida do teste de Mann-Whitney. As variáveis incluídas foram pluviosidade, temperatura, velocidade do vento, umidade relativa e pressão atmosférica, além da taxa de isolamento, variáveis dummy para flexibilidade de abertura de estabelecimentos e dia da semana. A concentração de material particulado inalável grosso (MP10) apresentou correlação inversa com umidade relativa, pluviosidade e pressão. O particulado total em suspensão (PTS) teve correlação inversa com umidade relativa, pluviosidade, fins de semana e taxa de isolamento. Também foi encontrada correlação entre o número de casos de COVID-19 com pressão, MP10 e PTS. Finalmente, o risco relativo calculado mostrou que a redução das concentrações de MP10 afeta diretamente a saúde, o que implica quase 13 mortes evitadas em Limeira, no período da pandemia. Os resultados obtidos fornecem informações importantes para melhorar a qualidade do ar e estratégias para conter a transmissão da COVID-19. Além disso, embora em pequena escala, eles confirmam a relação entre taxa de isolamento, concentração de MP e casos de COVID-19
Natural weathering of composites developed from cellulose waste and post-consumer paper
Get PDFO desenvolvimento de materiais facilmente degradáveis ao fim da vida útil auxilia na redução do volume de resíduos sólidos dispostos nos aterros sanitários. Este estudo teve como objetivo produzir compósitos com o uso de resíduos de celulose e papel como fibras de reforço e amido termoplástico (TPS) como matriz, de modo a analisar o efeito da exposição ao intemperismo natural em ambientes distintos de duas universidades no Brasil (Universidade Feevale) e na Finlândia (Häme University of Applied Sciences — HAMK). No período de realização do ensaio, a estação no Brasil era verão, com elevadas temperaturas e radiação solar; já na Finlândia a estação era inverno, com temperaturas negativas, elevada umidade do ar e incidência de neve. Os materiais foram elaborados por meio do método tape-casting e caracterizados por análise dinâmico-mecânica (DMA) e análise termogravimétrica (TGA), tendo sido submetidos às intempéries por 0, 28 e 42 dias na Universidade Feevale e na HAMK e, ao fim de cada período, foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e fotografias. Os resultados mostraram que a estabilidade térmica dos compósitos foi melhor em comparação a seus componentes individuais, e propriedades mecânicas superiores foram apresentadas pelo compósito à base de celulose. Assim, misturas heterogêneas surgiram com a adição de fibras à matriz polimérica. Após a exposição ambiental, a visualização das micrografias e fotografias revelou que as amostras expostas nos dois ambientes ficaram quebradiças, encolhidas, amareladas e apresentaram fissuras. Verificou-se, também, que as amostras expostas na Universidade Feevale sofreram maior degradação ambiental, e a incorporação das fibras nos compósitos retardou esse efeito nos dois pontos de estudo.The development of materials that are highly degradable at the end of their life cycle helps reduce the volume of solid waste disposed of in landfills. This study aimed to produce composites from cellulose and paper residues as reinforcing fibers and from thermoplastic starch (TPS) as a matrix to analyze the effect of exposure to natural weathering in the environments of two Universities, one in Brazil (Universidade Feevale) and the other in Finland (HAMK). During the test period, the season in Brazil was summer, with high temperatures and solar radiation; in Finland, the season was winter, with negative temperatures, high air humidity, and snowfall. The materials were prepared using the tape-casting method and characterized by Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and Thermogravimetric Analysis (TGA), having been subjected to the weather for 0, 28, and 42 days at Universidade Feevale and HAMK. At the end of each period, they were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and photographs. The results showed that the thermal stability of the composites was better compared to TPS and cellulose, and superior mechanical properties were shown in the cellulose-based composite. Thus, heterogeneous mixtures emerged from the addition of fibers to the polymer matrix. After the environmental exposure, the visualization of the micrographs and photographs indicated that the samples exposed in the two environments were brittle, shrunken, yellowed, and cracked. It was also verified that the samples exposed at Universidade Feevale suffered greater environmental degradation, and the incorporation of fibers in the composites delayed this effect at the two study sites
A indexação do conhecimento científico: a necessidade do conhecimento a serviço do desenvolvimento comunitário e da proteção da natureza
Get PDFThe pandemic, the economic crisis, and climate change impose new development models of scientific production, as we suggest in this perspective study. The authors propose “new ways of evaluating academic performance,” which means stopping exclusively rewarding researchers who publish in indexed journals and valuing work with communities and applied interdisciplinary research, aimed at understanding socioenvironmental problems and proposing possible solutions that improve academic performance, improve quality of life of the population, and protect nature.A pandemia, a crise econômica e as mudanças climáticas impõem novos modelos de desenvolvimento da produção científica. Propomos “novas formas de avaliar o desempenho acadêmico”, o que significa deixar de premiar exclusivamente pesquisadores que publicam em periódicos indexados, mas valorizar o trabalho com comunidades e a pesquisa interdisciplinar aplicada, visando compreender problemas socioambientais e sugerir possíveis soluções que melhorem o desempenho acadêmico, a qualidade de vida da população e a proteção da natureza
Vegetation dynamics and precipitation sensitivity in three regions of northern Pantanal of Mato Grosso
Get PDFThe wet areas of the Pantanal provide important services such as water and carbon storage, improved water quality, and climate regulation. Analysis and monitoring of vegetated land and precipitation on a regional scale using remote sensing data can provide important information for the preservation of the landscape and biodiversity of the region. Thus, the purpose was to analyze characteristics of the green cycle of the vegetated surface and to what extent the vegetated surface responds to the variability of precipitation in the Pantanal. The areas include the regions of Cáceres (CAC), Poconé (POC), and Barão de Melgaço (BAM) in Mato Grosso. Time series of accumulated precipitation (PPT) and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) were used for the period from 2000 to 2016, obtained on NASA’s Giovanni platform (National Aeronautics and Space Administration). The analysis of the wavelet transform was applied for NDVI data and there was cross-correlation analysis for PPT and NDVI data. The results showed that the highest correlation between PPT and NDVI was positive with a 1-month lag, but was significant with a lag of up to 3 months. The wavelet analyses showed that the largest wavelet powers occurred at the frequency between 0.5 and 1.3 years, i.e., the NDVI series presented the main variances on the approximately annual scale, indicating that these characteristics are important aspects of local phenology variability, such as cumulative green throughout the year and generalized senescence.As áreas úmidas do Pantanal fornecem importantes serviços, como armazenamento de água e carbono, melhoria da qualidade da água e regulação do clima. A análise e o monitoramento da superfície vegetada e da precipitação em escala regional, com uso de dados de sensoriamento remoto, podem oferecer informações importantes para a preservação da paisagem e da biodiversidade da região. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar características do ciclo do verde da superfície vegetada e em que medida a superfície vegetada responde pela variabilidade da precipitação no Pantanal. As áreas analisadas compreendem as regiões de Cáceres (CAC), Poconé (POC) e Barão de Melgaço (BAM), em Mato Grosso. Foram usadas séries temporais de precipitação acumulada (PPT) e índice de vegetação Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) para o período de 2000 a 2016, obtidos na plataforma Giovanni da National Aeronautics and Space Administration (NASA). Foram aplicadas a análise da transformada wavelet para os dados de NDVI e a análise de correlação cruzada para os dados de PPT e NDVI. Os resultados mostraram que a maior correlação entre a PPT e o NDVI foi positiva com defasagem de um mês, mas foi significativa em até uma defasagem de três meses. As análises wavelet mostraram que as maiores potências ocorreram na periodicidade entre 0,5 e 1,3 anos, isto é, as séries de NDVI apresentaram as principais variâncias na escala aproximadamente anual, indicando que essas características são aspectos importantes da variabilidade da fenologia local, como o verde cumulativo ao longo do ano e a senescência generalizada
Selection of green manures to provide ecosystem services in a semi-arid environment
Get PDFGreen manure is a soil management technique which provides several benefits to agroecosystems, improving the chemical, physical and biological quality of the soil, allowing them to provide different ecosystem services. Thus, the purpose of this work was to select green manures to compose multifunctional agroecosystems that provide ecosystem services in a semi-arid environment through the addition of biomass, C and N, and nutrient cycling. Thus, 29 treatments were evaluated in two cultivation cycles, using 14 species of legumes, oilseeds and grasses, distributed in single and intercropped crops. The green manures were cut at 70 days after sowing, and samples of the shoot and root parts were collected, with the production of fresh and dry biomass and the N, P, K, Ca, Mg and S levels being evaluated. C and biomass from rhizodeposition were also estimated. From these data, the accumulation of nutrients in the shoot and root biomass was calculated. Data were compared using descriptive and multivariate statistics. There is a positive relationship between the growing number of species used in consortium and the greater production of shoot and root biomass, favoring the increase in the capacity of the agroecosystem to provide provision and regulation services, with the latter being associated with climate change mitigation measures, highlighting the importance of biodiversity.A adubação verde é uma técnica de manejo do solo que proporciona diversos benefícios aos agroecossistemas, melhorando a qualidade química, física e biológica do solo e permitindo que eles forneçam diferentes serviços ecossistêmicos. Assim, o objetivo do trabalho foi selecionar adubos verdes para compor agroecossistemas multifuncionais que prestem serviços ecossistêmicos em ambiente semiárido, por meio da adição de biomassa, C e N e da ciclagem de nutrientes. Para isso, foram avaliados, em dois ciclos de cultivo, 29 tratamentos utilizandose 14 espécies de leguminosas, oleaginosas e gramíneas, distribuídas em cultivos solteiros e consorciados. Setenta dias após a semeadura, os adubos verdes foram cortados e coletaram-se amostras das partes aérea e radicular, nas quais foram avaliadas a produção de biomassa fresca e seca e os teores de N, P, K, Ca, Mg e S. Os teores de C e a biomassa proveniente de rizodeposição foram estimados. Com esses dados, foram calculados os acúmulos dos nutrientes na biomassa aérea e radicular. Os dados foram comparados por meio de estatística descritiva e multivariada. Existe uma relação positiva entre o número crescente de espécies utilizadas em consórcio e a maior produção de biomassa aérea e radicular, favorecendo o aumento da capacidade do agroecossistema na prestação de serviços de provisão e de regulação, este último associado às medidas de mitigação das mudanças climáticas, o que evidencia a importância da biodiversidade
Variabilidade da vazão na Bacia Hidrográfica do Rio Araguaia influenciada pela precipitação em anos extremos e desmatamento
Get PDFThe climatic extremes and the dynamics of land use and cover can cause changes in river flow. The objective of this work was to analyze the flow of the Araguaia River under the effects of extreme years associated with the dynamics of land use in the Araguaia Watershed (AW) from 1981 to 2019. The land use and land cover product were based on the MapBiomas Project classification, imported from the Google Earth Engine. The measured rainfall and flow data were obtained from the National Water Agency. In contrast, the estimated rainfall was based on the data Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Stations. The precipitation climatology showed the lowest values (1,464.9–1,720.4 mm) in the south-central sector, and the highest (1,720.4–2,014.6 mm) rainfall amounts were observed in the north sector. However, it was identified in the five pluviometric stations with a high variability of precipitation, with an emphasis on the extreme years. Such wet and dry years were marked by a large difference in water availability. There was an intense reduction of the Amazon and Cerrado biomes by 31,641.8 and 42,618.9 km², respectively, mainly due to the expansion of 18,936.1 km² of agricultural activities and 47,494 km² of pasture. The fluviometric variability showed a decreasing trend, mainly in the past 15 years. Public actions, such as the intensification of environmental policies, monitoring focusing on the most compromised and strategic areas such as the headwaters of the Araguaia River, can minimize the impacts caused by climate extremes and deforestation.Os extremos climáticos e a dinâmica de uso e cobertura do solo podem acarretar alterações na vazão dos rios. O objetivo deste trabalho foi analisar a vazão do rio Araguaia sob os efeitos de anos extremos associada à dinâmica do uso do solo na bacia hidrográfica do rio Araguaia no período de 1981 a 2019. O produto do uso e cobertura do solo foi baseado na classificação do Projeto MapBiomas, importado da plataforma Google Earth Engine. Os dados de precipitação e vazão medidas foram obtidos da Agência Nacional de Águas, enquanto a precipitação estimada se baseou nos dados Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data. A climatologia da precipitação apresentou os menores valores (1.464,9–1.720,4 mm) no setor centro-sul, e os maiores (1.720,4–2.014,6 mm) montantes pluviais foram vistos ao norte. Contudo, identificou-se nos cinco postos pluviométricos alta variabilidade de precipitação, com destaque para os anos extremos. Tais anos chuvosos e secos foram marcados por grande diferença na disponibilidade hídrica. Houve intensa redução dos biomas amazônico e cerrado em 31.641,8 e 42.618,9 km², respectivamente, principalmente em decorrência da expansão de 18.936,1 km² das atividades de agricultura e 47.494 km² de pasto. A variabilidade fluviométrica apresentou tendência de diminuição, principalmente nos últimos 15 anos. Ações públicas como intensificação de políticas ambientais, monitoramento com enfoque nas áreas mais comprometidas e estratégicas, como a cabeceira do rio Araguaia, podem minimizar os impactos causados por extremos climáticos e desmatamento
O porquê & onde publicar
Get PDFEssa reflexão sobre porquê e onde publicar parte do pressuposto de que a comunicação científica é um elemento essencial do processo de construção dialógica do conhecimento no contexto de cada comunidade. Publicar a qualquer custo desvirtua esse processo, resultando em métricas distorcidas e abrindo caminho para práticas editoriais duvidosas.This reflection on why and where to publish assumes that scientific communication is an essential element of the dialogic construction of knowledge in the context of each community. Publishing at any cost perverts this process, resulting in distorted metrics and opening the way for dubious editorial practices
Agrotóxicos prioritários não abordados pela Portaria GM do Ministério da Saúde nº 888, de 2021, sobre padrão de potabilidade da água no Brasil
Get PDFThe intense use of pesticides can be harmful to the environment and human health, being necessary to monitor the environmental concentrations of pesticides. The legislation on drinking water for human consumption is one of the guiding regulations about monitoring priority. Therefore, a systematic review was carried out to compile information on the contamination of surface water, groundwater, and treated water in Brazil. Thereby, we selected those pesticides which, although they are authorized for use and are among the topselling pesticides, are not regulated by GM Ordinance of the Ministry of Health (GM/MS) No. 888, of May 4, 2021. The databases used were PubMed, Scielo, Science Direct, Scopus, and Web of Science. Of the 122 pesticides in the market, 11 were selected. Analyses of environmental dynamics, concentration, and health effects were carried out. The Goss methodology and the Groundwater Ubiquity Score (GUS) index were used to estimate the risk of surface water and groundwater contamination, respectively. The concentrations found were compared with the values provided for in the guidelines adopted by international agencies, determining the Brazilian population’s margin of exposure (MOE) to the target pesticides. The results indicate a high probability of finding imidacloprid and hexazinone in the water, the prevalence of studies on surface waters, and the need to conduct additional studies as papers on some of the target pesticides were not found. It is concluded that the pesticides studied pose a low risk to human health, however, further studies are still required.O intenso uso de agrotóxicos pode ser prejudicial ao meio ambiente e à saúde humana, tornando necessário o monitoramento de suas concentrações ambientais. Como um dos dispositivos norteadores sobre a prioridade de monitoramento é a legislação de água potável para consumo humano, foi realizada uma revisão sistemática da literatura com o objetivo de compilar informações sobre a contaminação das águas superficiais, subterrâneas e tratadas por agrotóxicos. Foram considerados os agrotóxicos mais vendidos em território brasileiro entre 2009 e 2019 e que possuem autorização de uso, mas que não são regulamentados pela Portaria GM do Ministério da Saúde nº 888, de 4 de maio de 2021. Dos 122 agrotóxicos comercializados, 11 foram selecionados. Analisaram-se a dinâmica ambiental, concentração em águas e efeitos na saúde humana. Na estimativa do risco de contaminação das águas superficiais e subterrâneas, empregou-se a metodologia Goss e o índice Groundwater Ubiquity Score (GUS), respectivamente. Uma comparação crítica sobre as concentrações encontradas e os valores-guia adotados por agências internacionais foi realizada, determinando-se a margem de exposição da população brasileira aos agrotóxicos. Os resultados do trabalho mostraram a maior probabilidade de que imidacloprido e hexazinona sejam encontrados em águas; a prevalência de estudos realizados em águas superficiais; e a necessidade de que mais trabalhos sejam realizados, uma vez que não foram encontrados artigos sobre alguns dos compostos-alvo. Conclui-se que os agrotóxicos estudados apresentam baixo risco à saúde, todavia se vê a necessidade de que mais estudos sejam desenvolvidos
Comparação da cinética de adsorção de azul de metileno utilizando cinza de casca de arroz ativada com diferentes agentes químicos
Get PDFActivated carbon is widely used in several industrial sectors and has a high production cost. To reduce costs, different materials have been studied, for example, rice husks (RH). RH is an abundant, low-cost residue of the agricultural sector and can be used to generate energy due to its high calorific value. However, burning husk generates waste, the ashes. Thus, the objective of this work was to optimize the synthesis of activated carbon using pre-carbonized RH with different chemical agents as activators (KOH, NaOH, NaCl, H₂SO₄, and Na₂CO₃), at different particle sizes. Subsequently, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscope (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS) were used to characterize the materials. Of these, KOH was the best activating agent. The adsorption kinetics for the adsorbents was 30 min, reaching equilibrium after 70 min. Of the three fitted kinetic models, pseudo-second-order and Elovich best fit the data. The FT-IR shows that the adsorbents have oxygenated surface groups such as alcohol, ester, ether, and phenol. From the point of zero charge, the predominance of negative charges on the surface of the adsorbents is observed. Therefore, the activated carbon from rice husk ash (RHA) showed potential in the adsorption of the methylene blue dyes.O carvão ativado é amplamente utilizado em diversos setores industriais e apresenta alto custo de produção. De modo a reduzir custos, diferentes materiais vêm sendo estudados, a exemplo da casca de arroz. Esta é um resíduo abundante do setor agrícola, apresenta baixo custo de obtenção e pode ser utilizada na geração de energia graças ao seu alto poder calorífico. Contudo, a queima da casca gera resíduo, as cinzas. Assim, o objetivo do trabalho foi otimizar a síntese de carvão ativado utilizando casca de arroz pré-carbonizada com diferentes agentes químicos como ativantes (KOH, NaOH, NaCl, H₂SO₄ e Na₂CO₃), em diferentes granulometrias; e, posteriormente, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios X dispersiva de energia (EDS) foi aplicado na caracterização dos materiais. Destes, o KOH foi o melhor agente ativador. A cinética de adsorção para os adsorventes foi de 30 min, atingindo equilíbrio em 70 min. Dos três modelos cinéticos ajustados, pseudossegunda ordem e Elovich foram os que melhor se ajustaram aos dados. O FT-IR demonstra que os adsorventes apresentam grupos de superfícies oxigenados como álcool, éter, éster e fenol. Do ponto de carga zero em diante, observa-se a predominância de cargas negativas na superfície dos adsorventes. Sendo assim, o carvão ativado da cinza de casca de arroz mostrou-se promissor na adsorção do corante azul de metileno