Excess deaths and hospital admissions for COVID-19 due to a late implementation of the lockdown in Italy

In Italy, the COVID-19 epidemic curve started to flatten when the health system already exceeded its capacity, raising concerns that the lockdown was indeed delayed. Aim of this study was to evaluate the health effects of late implementation of the lockdown in Italy. Using national data on daily number of COVID-19 cases we first estimated the effect of the lockdown, employing an interrupted time series analysis. Second, we evaluated the effect of an early lockdown on the trend of new cases, creating a counterfactual scenario where the intervention was implemented one week in advance. We then predicted the corresponding number of intensive care unit (ICU) admissions, non-ICU admissions, and deaths. Finally, we compared results under the actual and counterfactual scenarios. An early implementation of the lockdown would have avoided about 26126,000 COVID-19 cases, 54,700 non-ICU admissions, 15,600 ICU admissions, and 12,800 deaths, corresponding to 60% (95%CI: 55% to 64%), 52% (95%CI: 46% to 57%), 48% (95%CI: 42% to 53%), and 44% (95%CI: 38% to 50%) reduction, respectively. We found that the late implementation of the lockdownin Italy was responsible for a substantial proportion of hospital admissions and deaths associated with the COVID-19 pandemic

Mesure in situ des émissions de N2O. Rapport de campagne n°2 (biofiltres)

Nitrous oxide (N2O) emissions from a full-scale nitrifying and denitrifying biofiltration wastewater treatment plant were characterized over two periods (summer and winter campaigns). N2O emissions were monitored on-line in both gaseous and liquid phases. Operating conditions of the biofilters (such as nitrogen load, concentration of nitrogen forms, oxygen, pH, temperature...) were characterized in order to highlight the main parameters inducing N2O emissions. The main results of the study are: For the nitrifying biofilters: -The N2O emission factors represented 2.26% ± 0.46% and 4.86% ± 0.54% of the ammonium uptake rate during summer and winter, respectively; -The major part of N2O flux is directed to the gaseous phase. However, the monitoring of the liquid phase is required as liquid N2O flux can represent up to 45% of the total N2O flux depending on process conditions (temperature and aeration rate); -Results highlighted high diurnal variability of N2O emissions. Thus, monitoring of N2O fluxes over at least one filtration cycle is required; -Possible links between biofilter operating conditions and N2O fluxes were examined via multivariate regression modelling using R software. Results indicated that N2O fluxes were correlated to 6 parameters: (1) influent temperature, (2) influent ammonium concentration, (3) influent flow rate, (4) influent nitrate concentration, (5) filtration time and (6) air flow rate. Effluent nitrite concentration (that was not considered for the statistical analysis) is also an important factor influencing N2O emissions; -The increase in N2O emissions in winter were imputed to higher production of N2O via nitrifier denitrification due to higher oxygen limitations within the biofilm; -A strategy of mitigation of N2O emissions from nitrifying biofilters includes the control of biofilm thickness and the control of aeration rate. For the denitrification biofilters: -More than 99% of N2O flux is discharged into the river with the effluent; -The N2O emission factors represented 1.28% ± 1.99% and 0.22% ± 0.31% of the nitrate uptake rate during summer and winter, respectively. -Denitrification was able to consume a large amount of dissolved N2O coming from the upstream nitrification stage. On average a reduction of 86% of the dissolved N2O flux was measured during the winter campaign; -The control of the influent C to N ratio is essential to maximize the reduction of dissolved N2O coming from the upstream nitrification stage and minimize the accumulation of N2O during the reduction of nitrate. For the BNR stage: -The N2O emission factor of the BNR stage represented 2.11% of the inlet nitrogen load (based on results of the winter campaign). -N2O emissions contributed to more than 80% of the carbon footprint of the BNR stage of the WWTPs (excluding sludge treatment).Des mesures d'émission de protoxyde d'azote (N2O) ont été réalisées sur une unité de biofiltration en nitrification tertiaire et en post-dénitrification lors de deux périodes (conditions estivale et hivernale). Durant ces campagnes, un suivi poussé des émissions de N2O a été réalisé sur les phases gazeuse et liquide. Parallèlement à cela, une analyse des paramètres de fonctionnement de chaque station (charges en azote entrante et traitée, concentration des formes de l'azote dans le liquide, concentration en oxygène, pH, température,...) a été réalisée afin de caractériser les principaux facteurs favorisant la production de N2O. Les principales conclusions de cette étude sont : Pour les biofiltres nitrifiants : -Les facteurs d'émission de N2O mesurés sont respectivement de 2,26% ± 0,46% et de 4,86% ± 0,54% de la charge ammoniacale dégradée en été et en hiver ; -Bien que la majeure partie des flux de N2O soit dirigée vers la phase gazeuse, une attention particulière doit être accordée à la phase liquide qui peut constituer jusqu'à 45% des flux de N2O en fonction des conditions opératoires (température et débit d'aération) ; -Une forte variabilité journalière et saisonnière des facteurs d'émission a été mise en évidence. Ainsi, il est recommandé de suivre en ligne les flux de N2O sur au moins un cycle de filtration (durée variable dépendant de la période de mesure) ; -Le lien entre les émissions observées et les paramètres opératoires des biofiltres a fait l'objet d'une analyse statistique à l'aide du logiciel R. Les résultats indiquent que les émissions de N2O sont corrélées à 6 paramètres : (1) température de l'influent, (2) concentration en ammonium de l'influent, (3) débit d'influent, (4) concentration en nitrate de l'influent, (5) temps de filtration et (6) débit d'air. La concentration en nitrite dans l'effluent de sortie (qui n'a pas été incluse dans le jeu de données pour l'analyse statistique) est également un paramètre d'influence ; -Les résultats suggèrent que l'augmentation des émissions de N2O en hiver est liée à une production plus importante de N2O par la voie de la dénitrification autotrophe du fait de la présence de limitations de l'oxygène dans le biofilm ; -Le contrôle de l'épaisseur du biofilm et de l'aération constitue une stratégie de réduction des émissions de N2O en nitrification. Pour les biofiltres dénitrifiants : -Plus de 99% du flux total de N2O (gaz + liquide) issu de l'étage de dénitrification est rejeté dans le milieu récepteur avec l'effluent ; -Les facteurs d'émission mesurés sont respectivement de 1,28% ± 1,99% et de 0,22% ± 0,31% de la charge en nitrate dégradée en été et en hiver ; -L'étape de dénitrification est consommatrice de N2O dissous issu de l'étape amont de nitrification dans les conditions classiques de fonctionnement. En moyenne un abattement de N2O par le biofiltres dénitrifiants de 86% a été mesuré lors de la campagne hivernale ; -Une piste de réduction des émissions de N2O des biofiltres dénitrifiants réside dans le contrôle du ratio C/N pour maximiser la consommation de N2O dissous issu de l'étape amont de nitrification et minimiser sa production lors de la réduction des nitrates. Pour la filière de traitement de l'azote : -Le facteur d'émission de N2O de la filière a été estimé à 2,11% de la charge en azote entrante (sur la base des données de la campagne hivernale). -Les émissions de N2O représentent plus de 80% du bilan carbone de la filière eau de l'unité de biofiltration

Emissions de protoxyde d'azote par les procédés intensifs et extensifs de traitement des eaux usées

Journées Information Eaux JIE, Poitiers, FRA, 11-/10/2016 - 13/10/2016National audienceLe protoxyde d'azote (N2O) est un puissant gaz à effet de serre (GES), environ 300 fois plus impactant que le dioxyde de carbone (CO2). Il joue également un rôle clé dans la destruction de la couche d'ozone. Principalement d'origine naturelle (sols et hydrosphère), il est également émis par les procédés de traitement des eaux usées lors du traitement biologique de l'azote. Le rendu des bilans d'émission de GES, tel que défini par la réglementation française, est actuellement basé sur l'utilisation de facteurs d'émission fixes et simplistes qui ne tiennent pas compte de l'influence des paramètres de dimensionnement et de gestion des stations sur les émissions. Si les données d'émission de N2O par les procédés conventionnels fonctionnant selon le principe des boues activées se sont multipliées ces dernières années, celles des procédés à biomasse fixée et des procédés extensifs sont encore très rares. Dans le cadre de projet collaboratifs avec les professionnels du domaine, d'une convention avec l'ONEMA et du programme de recherche Mocopée, Irstea a réalisé des campagnes de mesure des émissions de N2O de trois procédés de traitement majoritairement employés en France : (i) les boues activées, (ii) les biofiltres et (iii) les filtres plantés de roseaux. Des protocoles d'échantillonnage et de mesure spécifiques à chaque procédé ont été développés. Ces derniers prennent en compte la variabilité spatiale et temporelle des émissions. Parallèlement à ces mesures, une étude approfondie des procédés a été réalisée afin de préciser le lien entre les conditions opératoires et les émissions observées.Les résultats obtenus mettent en évidence la forte disparité des émissions de N2O d'un procédé à l'autre (de 0 à 5 % de N-N2O/Nentrant) mais également la variabilité temporelle de ces émissions pour un même procédé en lien avec les paramètres opératoires observés. Cette hétérogénéité des résultats démontre (i) la nécessité de définir à minima un facteur d'émission par procédé, en tenant compte des spécificités de chacun et (ii) le manque de pertinence de l'approche actuelle du GIEC basée sur l'utilisation de facteurs d'émission fixes, pouvant conduire à une forte sous-estimation du poids de ces émissions sur l'impact environnemental des stations d'épuration.Cette présentation vise à apporter un éclairage sur la problématique des émissions de GES par les procédés de traitement des eaux usées et à préciser les facteurs d'émission du protoxyde d'azote pour les différents procédés étudiés

Mesure in situ des émissions de N2O. Rapport de campagne n°1 (boues activées)

N2O Emission measurements were investigated in a full- scale domestic wastewater treatment plant operating under extended aeration. Continuous monitoring of N2O emission over a period of 24 to 48 h was performed at different locations of the aerated zone for a classic operation of the plant and of the aeration control system. For each of these positions, the surface gas flow rates, the concentrations of oxygen and nitrous oxide were determined. An analysis of the operating parameters of the plant (Influent N load and treated N load, sludge retention time, nitrogen form concentration,..) was carried out to characterize the main factors promoting the production of N2O. Results show a spatial and temporal variability of N2O emissions. The measured emission factors vary from 0.11 to 0.23% of influent N load and of 0.12 to 0.26% of treated N load. The aeration period is identified as the main source of N2O emission. However, analysis of N2O emission pattern suggests that the production is induced by both heterotrophic denitrification and autotrophic nitrification processes. The main factors favoring the production of N2O are a transient accumulation of nitrite during anoxic phases and a lack of organic substrate leading to incomplete denitrification during non - aerated phases.Des mesures d'émission de protoxyde d'azote (N2O) ont été réalisées sur une station d’épuration à boues activées fonctionnant à faible charge. Le suivi continu des émissions de N2O sur une période de 24 à 48 h a été réalisé à différentes positions de la zone aérée du bassin pour un fonctionnement normal de l’installation et du système de régulation de l'aération. Pour chacune de ces positions, les débits surfaciques de gaz, les concentrations en oxygène et en protoxyde d’azote ont été déterminés. Une analyse des paramètres de fonctionnement de la station (charges en azote entrante et traitée, âge de boues, concentration des formes de l’azote dans les liqueurs mixtes, …) a été réalisée afin de caractériser les principaux facteurs favorisant la production de N2O dans cette installation. Les résultats obtenus mettent en évidence une variabilité spatiale et temporelle des émissions de N2O. Les facteurs d’émission mesurés varient de 0,11 à 0,23 % de charge entrante et de 0,12 à 0,26% de la charge traitée. La période d’aération est identifiée comme étant la source majoritaire d’émission de N2O. Cependant, l’analyse de la dynamique d’émission de N2O suggère que la production de N2O est induite par les processus de dénitrification hétérotrophe et les processus de nitrification autotrophe. Les principaux facteurs favorisant la production de N2O sont l’accumulation transitoire de nitrite pendant les phases aérées et une carence en substrat organique conduisant à une dénitrification incomplète durant les phases non-aérées

Mesure in situ des émissions de N2O. Rapport de campagne n°3 (filtres plantés de roseaux).

Nitrous oxide emissions have been investigated in two different WWTPs using vertical subsurface flow constructed wetlands for water treatment. N2O emissions have been monitored in both gaseous and liquid phases. In addition, CH4 and CO2 gaseous emissions were characterized. Operational parameters of the wastewater treatment plants (such as nitrogen load, concentration and forms of nitrogen) have been followed in order to highlight the main parameters inducing N2O emissions. The main results of the measurement campaigns are: - Gaseous N2O emission factors measured represented 0.46 % and 0.64 % of inlet nitrogen load in WWTP 3 and 4. These factors are more than 22 and 28 times higher than those proposed by IPCC ; - In WWTP4, total N2O emission factor (gaseous + liquid) was estimated to be 0.78 %; which is 2.4 times higher than the one obtained with the IPCC accounting approach (taking into account both direct and indirect emissions); - High dynamics of GHG emissions have been observed. Practically, this implies that measurements must be performed during at least one total cycle of the studied filter (feeding + resting period) for to be relevant; - A spatial variability has also been observed showing the importance of the sampling strategy on emission evaluation ; - The oxygen content of the filter media has been evaluated as an important factor governing N2O and CH4 emissions. - High CH4 emissions have been measured in WWTP 3 (2.64 %, kgCH4-C/kgCODinlet) and linked to the poor oxygenation of the filter due to its important clogging.Des mesures d'émission de protoxyde d'azote (N2O) ont été réalisées sur deux stations d'épuration (stations 3 et 4), situées dans le Loiret et fonctionnant selon le procédé des filtres plantés de roseaux à écoulement vertical. Pour ces deux systèmes, un suivi poussé des émissions de protoxyde d'azote, a été réalisé sur les phases gazeuse et liquide. En plus du N2O, les émissions gazeuses du méthane (CH4) et du dioxyde de carbone (CO2) ont été caractérisées. Parallèlement à cela, une analyse des paramètres de fonctionnement de chaque station (charges en azote entrante et traitée, concentration des formes de l'azote dans le liquide, ...) a été réalisée afin de caractériser les principaux facteurs favorisant la production de N2O. Les conclusions majeures de ce travail sont : - Les facteurs d'émission de N2Ogazeux mesurés sont respectivement de 0,46 % et de 0,64 % de la charge en azote entrant pour les stations 3 et 4. Ces facteurs sont 22 et 28 fois supérieurs à ceux estimés par la méthode du GIEC (pour les émissions directes) ; - En tenant compte des émissions gazeuses et liquides, le facteur d'émission mesuré sur la station 4 atteint 0,78 %, ce qui est 2,4 fois supérieur à celui estimé par la méthode du GIEC (pour les émissions directes et indirectes) ; - De fortes dynamiques des émissions ont été observées ce qui indique une variabilité temporelle importante. Dans la pratique, une mesure continue des émissions sur au minimum un cycle de filtration (alimentation + repos) est nécessaire pour caractériser les émissions de ce type de procédé pour une période donnée de l'année ; - Une variabilité spatiale des émissions a aussi été observée et indique l'importance de l'échantillonnage dans la caractérisation pertinente des émissions de N2O ; - L'oxygénation du massif filtrant semble être un facteur important influençant les émissions de N2O et CH4 dans les deux stations étudiées ; - De fortes émissions de méthane (CH4) ont été mesurées dans la station 3 (2,64 %, kgC-CH4/kgDCOentrante). Ces fortes émissions ont été imputées à la mauvaise oxygénation du filtre due à son colmatage important

Protocoles de mesure des émissions de N2O dans les procédés de traitement des ERUs. Etat des connaissances.

Nitrous oxide (N2O) emission factors must be determined for wastewater treatment plants. This can help establishing life cycle analysis and greenhouse gas balance as close as possible to reality. However this implies the settlement of reliable and adapted measuring methods. Gas flux determination implies three distinct operations: a gas collection technique, a gas flux measurement technique and a technique for the measurement of N2O concentration. However, these techniques may be different from one study to another. The main measurement protocols used in the literature for both intensive and extensive processes are presented. Protocols retained by IRSTEA for its in situ measurement campaigns are also presented. Measuring dissolved N2O concentration can be necessary to quantify N2O fluxes leaving the process and to deeply analyze the mechanisms of N2O production. Many measurement techniques exist for liquid phase analysis but recent Clark-type microsensors technique allows continuous measurement and seems to be promising for future researches.La détermination des facteurs d’émission de protoxyde d’azote (N2O) des procédés d’épuration est nécessaire pour la réalisation des Analyses du cycle de vie et des bilans d’émissions de gaz à effet des procédés. Cependant cette détermination implique la mise en place de méthodes de mesure fiables et adaptées aux procédés étudiés. La détermination des flux gazeux nécessite trois opérations distinctes : une technique de collecte des gaz, une technique de mesure des débits gazeux et une technique de quantification de la concentration de N2O dans le gaz. Les protocoles fréquemment utilisés dans la littérature pour l’ensemble de ces opérations sont synthétisés dans ce document. Les différences entre les protocoles employés pour les procédés intensifs et les procédés extensifs sont détaillées. Aussi, les protocoles retenus par IRSTEA pour ses campagnes de mesures in situ ainsi que les améliorations qu’il leur apporte seront exposées. L’ensemble de ces méthodes permettent in fine de caractériser les facteurs d’émission des procédés d’épuration. Pour aller plus loin, la mesure de la concentration de N2O en phase liquide est nécessaire si l’on désire quantifier les flux de N2O en sortie de station d’épuration et caractériser plus finement les mécanismes de production. Différentes techniques de mesure en phase liquide existent mais la récente méthode des microsondes de type Clarke, qui permet un suivi continu de la concentration en N2O dissous semble prometteuse et particulièrement adaptée à cet effet

Emissions de N2O dans les procédés de traitement des ERUs. Etat des connaissances.

Nitrous oxide (N2O) is a potent greenhouse gas and a major sink for stratospheric ozone. Although anthropogenic activities, including agriculture, industry and energy are responsible for the majority of its emissions, N2O can also be emitted by wastewater treatment plants during nitrogen conversion. Microbial processes such as hydroxylamine oxidation, nitrifier denitrification and heterotrophic denitrification have been identified as a major source of N2O production. In situ, several parameters favoring N2O production were identified: low dissolved oxygen concentration, accumulation of nitrite, low ratio of COD to N-compounds, pH, temperature and rapidly changing operating conditions. For extensive processes additional factors influencing N2O production must be considered. The main ones are: seasonal variations, water saturation of substrate, hydrological conditions and plants species. N2O Emission data from literature show a huge variation in the fraction of nitrogen that is emitted as N2O for both intensive [0,001 – 4,0%] and extensive [0,006 – 1,83%] processes. Results dispersion is linked to the diversity of measurement protocols but also to the diversity of processes and their operating conditions. Moreover, high spatial and temporal variability of N2O emissions can be observed in all processes. In France, there is to date very few in situ measurements of N2O emission in both intensive and extensive processes.Le protoxyde d’azote (N2O) est un puissant gaz à effet de serre destructeur de la couche d’ozone. Bien que les activités anthropiques, en liens avec l’agriculture, l’industrie ou l’énergie soient responsables de la majeure partie de ces émissions, il peut aussi être émis lors du traitement de l’eau, en particulier par les processus biologiques impliqués dans le traitement de l’azote. Les processus biologiques clés de production de N2O sont la nitrification autotrophe, la dénitrification autotrophe et la dénitrification hétérotrophe, les deux premiers processus pouvant se produire en conditions aérobies alors que le troisième se produit en conditions anoxies. Les émissions de N2O des différents processus sont soumises à de nombreux facteurs d’influence : conditions d’oxygénation, concentrations en nitrite, ratio C/N, pH, température, variations transitoires des conditions opératoires. Dans le cas de procédés de traitement extensifs, des paramètres d’influences supplémentaires sont à considérer. Les principaux sont les variations saisonnières, la saturation en eau du substrat, les conditions hydrologiques et les types de plantes. La littérature scientifique indique des facteurs d’émission très variables [0,001 – 4,0%] pour les procédés intensifs et [0,006 – 1,83%] (émission de N2O rapportées à la charge d’azote entrante). Cette forte variabilité s’explique d’une part par la variété des méthodes de mesures utilisées mais aussi par les types de procédés étudiés et la diversité des conditions opératoires. Aussi, de fortes variabilités spatiales ou temporelles peuvent être observées dans l’ensemble des procédés. En France, il n’existe à ce jour que très peu de mesure in situ des facteurs d’émission de N2O par les unités de traitement des eaux résiduaires urbaines, que ce soit sur les procédés extensifs ou intensifs