Markovian Master Equations: A Critical Study

We derive Markovian master equations of single and interacting harmonic systems in different scenarios, including strong internal coupling. By comparing the dynamics resulting from the corresponding Markovian master equations with exact numerical simulations of the evolution of the global system, we precisely delimit their validity regimes and assess the robustness of the assumptions usually made in the process of deriving the reduced dynamics. The proposed method is sufficiently general to suggest that the conclusions made here are widely applicable to a large class of settings involving interacting chains subject to a weak interaction with an environment.Comment: 40 pages, 14 figures, final versio

DNA damage and repair in endometrial cancer in correlation with the hOGG1 and RAD51 genes polymorphism

The cellular reaction to the DNA-damaging agents may modulate individual’s cancer susceptibility. This reaction is mainly determined by the efficacy of DNA repair, which in turn, may be influenced by the variability of DNA repair genes, expressed by their polymorphism. The hOGG1 gene encodes a glycosylase of base excision repair and RAD51 specifies a key protein in homologues recombination repair. Both proteins can be involved in the repair of DNA lesions, which are known to contribute to endometrial cancer. In the present work we determined the extent of basal DNA damage and the efficacy of removal of DNA damage induced by hydrogen peroxide and N-methyl-N′-nitro N-nitrosoguanidyne (MNNG) in peripheral blood lymphocytes of 30 endometrial cancer patients and 30 individuals without cancer. The results from DNA damage and repair study were correlated with the genotypes of two common polymorphisms of the hOGG1 and RAD51 genes: a G>C transversion at 1245 position of the hOGG1 gene producing a Ser → Cys substitution at the codon 326 (the Ser326Cys polymorphism) and a G>C substitution at 135 position of the RAD51 gene (the 135G>C polymorphism). DNA damage and repair were evaluated by alkaline single cell gel electrophoresis and genotypes were determined by restriction fragment length polymorphism PCR. We observed a strong association between endometrial cancer and the C/C genotype of the 135G>C polymorphism of the RAD51 gene. Moreover, there was a strong correlation between that genotype and endometrial cancer occurrence in subjects with a high level of basal DNA damage. We did not observe any correlation between the Ser326Cys polymorphism of the hOGG1 gene and endometrial cancer. Our result suggest that the 135G>C polymorphism of the RAD51 gene may be linked to endometrial cancer and can be considered as an additional marker of this disease

Radiation chemistry of solid-state carbohydrates using EMR

We review our research of the past decade towards identification of radiation-induced radicals in solid state sugars and sugar phosphates. Detailed models of the radical structures are obtained by combining EPR and ENDOR experiments with DFT calculations of g and proton HF tensors, with agreement in their anisotropy serving as most important criterion. Symmetry-related and Schonland ambiguities, which may hamper such identification, are reviewed. Thermally induced transformations of initial radiation damage into more stable radicals can also be monitored in the EPR (and ENDOR) experiments and in principle provide information on stable radical formation mechanisms. Thermal annealing experi-ments reveal, however, that radical recombination and/or diamagnetic radiation damage is also quite important. Analysis strategies are illustrated with research on sucrose. Results on dipotassium glucose-1-phosphate and trehalose dihydrate, fructose and sorbose are also briefly discussed. Our study demonstrates that radiation damage is strongly regio-selective and that certain general principles govern the stable radical formation

Osady ściekowe jako źródło energii odnawialnej

W ostatnich dziesięcioleciach nastąpiła zasadnicza zmiana w sposobie wykorzystania osadów ściekowych. W latach 90-tych komunalne osady ściekowe zatapiano w morzach lub wykorzystywano jako nawóz na gruntach rolnych. Alternatywą było spalanie osadu lub składowanie. Od roku 1998 r. celem ochrony środowiska morskiego zakazano usuwania osadów zatapiając go w morzu. Równolegle z tym zapisem zabroniono składowania osadów na składowiskach odpadów. Obecnie jednak 37% osadów wykorzystywane jest rolniczo, 11% poddawanych jest spalaniu, 40% w dalszym ciągu jest składowane, natomiast 12% wykorzystywane jest w takich dziedzinach jak np.: leśnictwo czy melioracje. Inną możliwością jest zastosowanie osadów ściekowych do intensyfikacji powstawania biogazu na składowiskach komunalnych. Najnowszymi jednak trendami które wywołały znaczne zainteresowanie naukowe są: spalanie, mokre utlenianie, piroliza, gazyfikacja i współspalanie z innymi materiałami zmierzające do wykorzystania energii w nich zawartej. Celem niniejszej pracy było rozeznanie możliwości wykorzystania osadów ściekowych pochodzących z biologicznej oczyszczalni ścieków jako paliwa alternatywnego do wypału klinkieru. W badaniach wykorzystano osady ściekowe pochodzące z Miejskiej Oczyszczalni ścieków "Hajdów" w Lublinie oraz olej opałowy EKOTERM produkcji Zakładów Petrochemia Płock S.A. o wartości opałowej 43,2 MJ/kg. Mieszaninę paliwową uzyskano poprzez zmieszanie osadu ściekowego z olejem opałowym stosując jako emulgatory dwie niejonowe substancje powierzchniowo czynne: Rokafenol N8 i Rokacet S7. Otrzymane próbki mieszanin paliwowych spalano w laboratoryjnym piecu rurowym w atmosferze powietrza. Przeprowadzone badania wykazały, że: Spalanie osadów ściekowych nie wpływa ujemnie na gospodarkę odpadami cementowni. Sporządzenie trwałej mieszaniny osadu ściekowego z olejem opałowym o odpowiedniej wartości opałowej nie stanowi większego problemu. Wydaje się, że z ekonomicznego punktu widzenia godne polecenia jest ewentualne wykonywanie mieszaniny w miejscu spalania. Zastosowanie jednak tego rodzaju paliwa wymaga modernizacji obiegu gazów odlotowych z pieców obrotowych. Pomimo, że nie przeprowadzano dokładnej analizy ekonomicznej nie ma wątpliwości, że koszty energii uzyskanej z mieszaniny osadów ściekowych z olejem opałowym przekraczają co najmniej dwukrotnie koszt energii otrzymywanej z pyłu węglowego. W chwili obecnej nie pozwala to polecić tego rozwiązania do realizacji. Dotyczy to jednak aspektów ekonomicznych. Z punktu widzenia ochrony środowiska przed odpadami, utylizacja osadów ściekowych winna być rozważona jako jedna z alternatywnych metod wykorzystywania i unieszkodliwiania tego rodzaju odpadów

Formy specjacyjne fosforu w osadach ściekowych z wybranych oczyszczalni ścieków

Urbanizacja oraz rozwój przemysłu to największe zagrożenia dla człowieka i środowiska naturalnego. Jednym z pierwiastków, który z jednej strony powoduje eutrofizację zbiorników wodnych, z drugiej zaś strony jest niezbędnym pierwiastkiem dla rozwoju i życia organizmów żywych jest fosfor. Szacuje się, że przy obecnym poziomie zużycia złóż fosforytów ulegną one wyczerpaniu w ciągu 50-100 lat. W związku z ciągle wzrastającą liczbą ludności globalne zapotrzebowanie na fosforyty ciągle będzie rosło, dlatego należy poszukiwać metod odzysku tego pierwiastka. O obecnej chwili ponowne wykorzystanie fosforu nie jest powszechnie stosowane, dlatego należy podjąć szybkie kroki do zmiany obecnego stanu. Największe zagrożenie związane z brakiem tego pierwiastka mogą odczuć państwa Unii Europejskiej, gdzie znajdują się niewielkie zasoby tych złóż. Obecna sytuacja zmusza do podjęcia skutecznych działań mających na celu zapobiegniecie wyczerpywania się złóż fosforytów. Jednym ze źródeł fosforu mogą stać się osady ściekowe. Szacuje się, że 90% fosforu dopływającego do oczyszczalni ścieków odprowadzana jest w osadach ściekowych. Informacją, która pozwoli ocenić osady jako potencjalne źródło fosforu jest to biologicznie dostępna ilość tego pierwiastka. W celu określenia zawartości fosforu biologicznie dostępnego, mającego kluczowe znaczenie, stosuje się metody analizy specjacyjnej. W pracy określono profil ilościowy form specjacyjnych fosforu w osadach ściekowych powstających w ciągu technologicznym oczyszczalni ścieków. W badaniach wykorzystano osady pochodzące z mechaniczno-biologicznych oczyszczalni ścieków, w których określono metoda Goltermana zawartość fosforu dla wyodrębnionych czterech frakcji. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że w ustabilizowanych osadach dominującą jest forma mobilna związana z I i II frakcją. Należy również zauważyć, że formy te zmieniają się w zależności od rodzaju osadów oraz procesów występujących w ciągu technologicznym oczyszczalni ścieków. W osadach: wstępnym, czynnym i nadmiernym łączny udział frakcji mobilnych fosforu wzrasta wraz ze stopniem zmineralizowania

Evaluation of the possibility of using thermal waters in the municipality of Kęty

W pracy zostały zebrane dane dotyczące zasięgu, rozmieszczenia oraz potencjału cieplnego wód geotermalnych na terenie gminy Kęty oraz w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Analizowany obszar zlokalizowany jest na pograniczu dwóch jednostek geologicznych: zapadliska przedkarpackiego oraz Karpat fliszowych. Na podstawie danych otworowych wykonano przekroje geologiczne z oznaczeniem stwierdzonych przypływów wód geotermalnych. Przedstawiono charakterystykę zbiorników i oszacowano ich parametry hydrogeotermalne. Dla wybranych zbiorników przeprowadzono obliczenia, mające na celu ocenę zasobów występujących w poszczególnych basenach. Analizy danych umożliwiły wskazanie najbardziej perspektywicznych zbiorników oraz obszarów i kierunków wykorzystania wód geotermalnych. Na podstawie obliczonych wartości cieplnego potencjału technicznego jako optymalny uznano zbiornik dewoński, dla którego zaproponowano wykorzystanie wód z tego zbiornika dla celów rekreacyjnych. Dodatkowo opracowano prosty schemat basenowej instalacji geotermalnej.The main aim of the following thesis is to present data concerning the location and use of thermal waters in the municipality of Kęty and the surrounding areas. The described region is situated on the borderline of two geological units: the Carpathian Mountains and the Carpathian Hollow. Based on the well data, geological sections were carried out and places of thermal waters flow were noted. Then the characteristics of the thermal water reservoirs were presented and the hydrogeothermal parameters estimated. The data worked out in the article allows the most perspective areas and directions for use of thermal waters to be indicated. Based on the calculated value of the energetic potential of the Devonian reservoir, which is the most prospective, a simple scheme of geothermal pool installation was proposed

Wpływ dodatku materiałów zestalających na immobilizację metali ciężkich w osadach ściekowych

Metodą utylizacji osadów ściekowych zasługującą na szczególną uwagę jest solidyfikacja. Odpady o różnym uwodnieniu mogą być zestalane zarówno poprzez usuwanie z nich cieczy jak również przez dodanie do nich specjalnych substancji powodujących zmianę właściwości fizycznych i chemicznych. Obniżenie kosztów solidyfikacji stało się możliwe przy zastosowaniu pyłów dymnicowych zawierających w swoim składzie duże ilości tlenku wapnia. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia wpływu solidyfikacji osadów ściekowych na immobilizację metali ciężkich. Badania solidyfikacji osadów ściekowych za pomocą pyłów dymnicowych z Elektrowni "Bełchatów" wykonano dla próbek osadów ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków "Bieławin" z Chełma, stosując dawki 0,2; 0,6; 1,0 kg pyłu/kg s.m.o. Całkowite stężenia metali ciężkich w osadach ściekowych i pyłach oznaczono po mineralizacji w mineralizatorze mikrofalowym CEM-2100. Stężenia metali ciężkich oznaczono przy zastosowaniu aparatu ICP JY 238 ULTRACE. W celu ilościowej analizy pięciu form występowania metali ciężkich przeprowadzono sekwencyjną ekstrakcję w oparciu o schemat przedstawiony w tabeli 1. Na podstawia badań własnych oraz badań przedstawionych przez innych autorów [11, 12], można stwierdzić, że oznaczanie całkowitej zawartości konkretnych metali jest niewystarczające do właściwej oceny ich toksyczności, możliwości asymilacji, akumulacji oraz migracji, ponieważ te własności zależą od chemicznych i fizycznych form, w których występują. Jedną z technik stosowanych w ekstrakcji poszczególnych faz i form, w których one występują jest procedura ekstrakcji sekwencyjnej. Polega ona na wielokrotnej ekstrakcji analizowanych próbek różnymi reagentami. Biorąc pod uwagę badania własne oraz badania innych autorów [13, 14, 15, 16, 17] szczególną uwagę należy zwrócić na problem ponownej adsorpcji. W celu oceny potencjalnego ryzyka, które może być wynikiem wprowadzenia mieszanki osadu i pyłów do środowiska przeprowadzono analizę specjacyjną bezpośrednio po oraz po 28 dniach procesu solidyfikacji. Wyniki analiz przedstawiono w tabelach 3 i 4. W celu określenia poziomu immobilizacji metali ciężkich przeprowadzono frakcjonowanie osadów, przed i po procesie solidyfikacji stosując procedurę ekstrakcji sekwencyjnej. Składa się ona z wielokrotnej ekstrakcji poddanych analizie próbek odczynnikami o zróżnicowanym potencjale ługowania. Z przeprowadzonych analiz surowych osadów ściekowych i solidyfikowanych pyłami dymnicowymi wynika, że: 1. Osady ściekowe zhigienizowane pyłami dymnicowymi pochodzące z oczyszczalni ścieków "Bieławin" nie stwarzają zagrożenia chemicznego i mogą być wykorzystywane w każdym sposobie przyrodniczego wykorzystania. 2. Wraz ze wzrostem pH wzrasta stężenie miedzi i cynku we frakcji jonowymiennej. 3. Testy frakcjonowanego wymywania pokazują, że dla każdego z analizowanych metali zmniejszeniu ulegają frakcje biodostępne. Wyjątek stanowi cynk, ale jest on pierwiastkiem powszechnie dostępnym w środowisku, natomiast w przypadku niklu i chromu wielkości frakcji biodostepnych nie przekreśla ich przyrodniczego wykorzystania. 4. Niskie zawartości metali ciężkich w mieszankach osadowo-pyłowych stwarzają możliwość wielokrotnego naważenia gleby bez obawy wprowadzenia nadmiaru metali ciężkich. 5. Zastosowany komponent do solidyfikacji stanowi materiał odpadowy uciążliwy ekologicznie, a zastosowanie go zamiast wapna palonego ma mocne uzasadnienie ekonomiczne. Zastosowana technologia solidifikacji osadów pyłami dymnicowymi jest prosta i łatwa w realizacji, a otrzymany produkt nie jest uciążliwy zapachowo

Produkcja energii z biomasy w systemie trójgeneracyjnym Energy

Wytwarzanie w oddzielnych procesach energii elektrycznej, ciepła i chłodu to duża niegospodarność energetyczna. Zdecydowanie efektywniej i lepiej dla środowiska jest produkować te wszystkie trzy formy energii w jednym procesie technologicznym, w procesie trójgeneracji. Takie działanie umożliwia elastyczne zarządzanie parytetami energii w zależności od aktualnych potrzeb. W skojarzeniu z biomasą jako źródłem energii pierwotnej, daje wzmocnienie korzyści ekonomicznych, środowiskowych i społecznych. Artykuł wyjaśnia tę nowoczesną ideę wskazując, że taka droga rozwoju może stanowić ważny etap w budowie inteligentnych systemów energetycznych, ochronie środowiska i wzmocnieniu więzi społecznych