Removal efficiency for emerging contaminants in a WWTP from Madrid (Spain) after secondary and tertiary treatment and environmental impact on the Manzanares River

The effluents from wastewater treatment plants (WWTPs) can be an important contamination source for receiving waters. In this work, a comprehensive study on the impact of a WWTP from Madrid on the aquatic environment has been performed, including a wide number of pharmaceuticals and pesticides, among them those included in the European Watch List. 24-h composite samples of influent (IWW) and effluent wastewater after secondary (EWW2) and after secondary + tertiary treatment (EWW3) were monitored along two campaigns. Average weekly concentrations in IWW and EWW2 and EWW3 allowed estimating the removal efficiency of the WWTP for pharmaceutical active substances (PhACs). In addition, the impact of EWW3 on the water quality of the Manzanares River was assessed, in terms of PhAC and pesticide concentrations, through analysis of the river water collected upstream and downstream of the discharge point. After a preliminary risk assessment, a detailed evaluation of the impact on the aquatic environment, including a toxicological study and screening of pharmaceutical metabolites, was made for the seven most relevant PhACs: sulfamethoxazole, azithromycin and clarithromycin (antibiotics), metoprolol (antihypertensive), diclofenac (anti-inflammatory/analgesic), irbesartan (antihypertensive), and the antidepressant venlafaxine. Among selected PhACs, irbesartan, clarithromycin and venlafaxine presented moderate or high risk in the river water downstream of the discharge. Albeit no acute toxicity was detected, more detailed studies should be carried out for these substances, including additional toxicological studies, to set up potential sublethal and chronic effects on aquatic organisms.This work was developed under the financial support of DRACE INFRAESTRUCTURAS S.A. as a part of the project Estudio de contaminantes emergentes en aguas residuales y superficiales de Madrid. The authors acknowledge the support of Jose Ramon Rodriguez from DRACE INFRAESTRUCTURAS S.A., for collection of wastewater and surface water samples, as well as the discussion and useful suggestions from Jesus Angel López, Pedro Miguel Catalinas and Maria Elvira Benito, from Sub-Direccion General de Aguas, Ayuntamiento de Madrid. The University Jaume I of Castellón, Spain (project UJI-B2018-55), the Ministry of Science, Innovation and University, Spain (Ref RTI2018-097417-B-I00) and Generalitat Valenciana, Spain (research group of excellence PROMETEO 2019/040) are also acknowledged. The authors are very grateful to the Serveis Centrals d'Instrumentació Científica (SCIC) of University Jaume I for the use of LC-MS/MS instrumentation

Symplectic invariants, entropic measures and correlations of Gaussian states

We present a derivation of the Von Neumann entropy and mutual information of arbitrary two--mode Gaussian states, based on the explicit determination of the symplectic eigenvalues of a generic covariance matrix. The key role of the symplectic invariants in such a determination is pointed out. We show that the Von Neumann entropy depends on two symplectic invariants, while the purity (or the linear entropy) is determined by only one invariant, so that the two quantities provide two different hierarchies of mixed Gaussian states. A comparison between mutual information and entanglement of formation for symmetric states is considered, remarking the crucial role of the symplectic eigenvalues in qualifying and quantifying the correlations present in a generic state.Comment: 6 pages, no figures, revised version, sections and references added, to appear in J. Phys.

An ABS control logic based on wheel force measurement

The paper presents an anti-lock braking system (ABS) control logic based on the measurement of the longitudinal forces at the hub bearings. The availability of force information allows to design a logic that does not rely on the estimation of the tyre-road friction coefficient, since it continuously tries to exploit the maximum longitudinal tyre force. The logic is designed by means of computer simulation and then tested on a specific hardware in the loop test bench: the experimental results confirm that measured wheel force can lead to a significant improvement of the ABS performances in terms of stopping distance also in the presence of road with variable friction coefficien

Producción y evaluación del antígeno recombinante TES-30 de Toxocara canis para el inmunodiagnóstico de toxocariasis

Introduction: Toxocara canis is a pathogenic nematode of canines which can be accidentally transmitted to humans. Although serology is the most important diagnostic tool for this zoonosis, diagnostic kits use crude excretion/secretion antigens, most of them being glycoproteins which are not species-specific and may cross-react with antibodies generated against other parasites. Objectives: To produce the rTES-30 recombinant antigen of Toxocara canis and evaluate it in the immunodiagnosis of toxocariasis. Materials and methods: The gene that codes for TES-30 was cloned in the expression vector pET28a (+) using single-stranded oligonucleotides united by PCR. The protein rTES-30 was purified by Ni2+ affinity chromotography. Seroreactivity of rTES-30 was evaluated by immunoblot. Given that there is no gold standard test, the behaviour of the antigen was compared with the method that is routinely used to immunodiagnose toxocariasis, i.e., the conventional ELISA technique using excretion/secretion antigens. Results: The rTES-30 was produced from an Escherichia coli LB culture which yielded 2.25 mg/L of the antigen with a purity of 95%. The results obtained showed 73% (46/63) concordance of reactivity between the rTES-30 immunoblot and the conventional ELISA, and 100% concordance with the nonreactive sera (21). Nineteen of the 21 sera positive for other parasitoses reacted with ELISA, while only seven of these were positive with the rTES-30 immunoblot. Concordance between the ELISA and the immunoblot was moderate (kappa coefficient: 0.575; 95% CI: 0.41- 0.74). Conclusions: The data presented show the potential of the rTES-30 inmunoblot for confirmation of possible ELISA positives, not only in epidemiological studies, but also as a candidate for the development of diagnostic tests for ocular toxocariasis in Colombia.Introducción. Toxocara canis es un nematodo patógeno de cánidos que accidentalmente puede ser transmitido a los humanos. A pesar de la importancia de la serología para el diagnóstico de esta zoonosis, los kits diagnósticos usan antígenos crudos de excreción-secreción, en su mayoría glucoproteínas que no son específicas de especie, por lo cual pueden presentarse reacciones cruzadas con anticuerpos generados contra otros parásitos.Objetivos. Producir el antígeno recombinante TES-30 de T. canis y evaluarlo para el inmunodiagnóstico de la toxocariasis.Materiales y métodos. Se clonó el gen que codifica TES-30 en el vector de expresión pET28a (+), usando oligonucleótidos de cadena sencilla unidos mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La proteína rTES-30 se purificó por cromotografia de afinidad (Ni2+). La reacción serológica de rTES-30 se evaluó mediante immunoblot. Teniendo en cuenta que no existe una prueba de referencia, se observó el comportamiento del antigeno en comparación con la prueba de rutina para el inmunodiagnóstico de la toxocariasis, es decir, la técnica ELISA convencional con antígenos de excreción-secreción.Resultados. El rTES-30 se produjo a partir de un cultivo de Escherichia coli LB, con un rendimiento de 2,25 mg/l y 95 % de pureza. La concordancia de la reacción entre el immunoblot rTES-30 y la ELISA convencional, fue de 73 % (46/63) y de 100 % con los 21 sueros no reactivos. De los 21 sueros con diagnóstico de otras parasitosis, 19 fueron reactivos con ELISA, mientras que tan solo siete fueron positivos con el immunoblot rTES-30. La concordancia entre la ELISA y el immunoblot fue moderada (índice kappa de 0,575; IC95% 0,41-0,74).Conclusiones. Los datos presentados respaldan la utilidad del immunoblot rTES-30 para la confirmación de los posibles positivos por ELISA, no solo en los estudios epidemiológicos, sino también, como candidato para el desarrollo de pruebas diagnósticas de la toxocariasis ocular en Colombia

Quantum optics in the phase space - A tutorial on Gaussian states

In this tutorial, we introduce the basic concepts and mathematical tools needed for phase-space description of a very common class of states, whose phase properties are described by Gaussian Wigner functions: the Gaussian states. In particular, we address their manipulation, evolution and characterization in view of their application to quantum information.Comment: Tutorial. 23 pages, 1 figure. Updated version accepted for publication in EPJ - ST devoted to the memory of Federico Casagrand

Development and evaluation of a real-time one step Reverse-Transcriptase PCR for quantitation of Chandipura Virus

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Chandipura virus (CHPV), a member of family <it>Rhabdoviridae </it>was attributed to an explosive outbreak of acute encephalitis in children in Andhra Pradesh, India in 2003 and a small outbreak among tribal children from Gujarat, Western India in 2004. The case-fatality rate ranged from 55–75%. Considering the rapid progression of the disease and high mortality, a highly sensitive method for quantifying CHPV RNA by real-time one step reverse transcriptase PCR (real-time one step RT-PCR) using TaqMan technology was developed for rapid diagnosis.</p> <p>Methods</p> <p>Primers and probe for P gene were designed and used to standardize real-time one step RT-PCR assay for CHPV RNA quantitation. Standard RNA was prepared by PCR amplification, TA cloning and run off transcription. The optimized real-time one step RT-PCR assay was compared with the diagnostic nested RT-PCR and different virus isolation systems [<it>in vivo </it>(mice) <it>in ovo </it>(eggs), <it>in vitro </it>(Vero E6, PS, RD and Sand fly cell line)] for the detection of CHPV. Sensitivity and specificity of real-time one step RT-PCR assay was evaluated with diagnostic nested RT-PCR, which is considered as a gold standard.</p> <p>Results</p> <p>Real-time one step RT-PCR was optimized using <it>in vitro </it>transcribed (IVT) RNA. Standard curve showed linear relationship for wide range of 10²-10¹⁰(r²= 0.99) with maximum Coefficient of variation (CV = 5.91%) for IVT RNA. The newly developed real-time RT-PCR was at par with nested RT-PCR in sensitivity and superior to cell lines and other living systems (embryonated eggs and infant mice) used for the isolation of the virus. Detection limit of real-time one step RT-PCR and nested RT-PCR was found to be 1.2 × 10⁰PFU/ml. RD cells, sand fly cells, infant mice, and embryonated eggs showed almost equal sensitivity (1.2 × 10²PFU/ml). Vero and PS cell-lines (1.2 × 10³PFU/ml) were least sensitive to CHPV infection. Specificity of the assay was found to be 100% when RNA from other viruses or healthy individual was used.</p> <p>Conclusion</p> <p>On account of the high sensitivity, reproducibility and specificity, the assay can be used for the rapid detection and quantitation of CHPV RNA from clinical samples during epidemics and from endemic areas. The assay may also find application in screening of antiviral compounds, understanding of pathogenesis as well as evaluation of vaccine.</p

Tendencias de la investigación en Ingeniería Ambiental

Esta obra incluye las memorias del Simposio “Tendencias de la Investigación en Ingeniería Ambiental”, organizado por el Grupo de Investigaciones y Mediciones Ambientales (GEMA), realizado en la Universidad de Medellín en agosto de 2007. El texto está conformado por 14 capítulos agrupados en cuatro partes. En la primera se agrupan los trabajos relacionados con la calidad y alternativas de tratamiento del agua e hidráulica ambiental (capítulos 1 al 4). La segunda trata temas relacionados con la contaminación atmosférica y calidad del aire (capítulos 5 al 6). La tercera está relacionada con las tecnologías ambientales para la recuperación y conservación de suelos (capítulos 7 al 10) y la cuarta y última comprende las temáticas asociadas con la sostenibilidad ambiental del territorio (capítulos 11 al 14). En este sentido, estamos convencidos del valioso aporte que el libro dará a la comunidad científica, por ser este un documento de divulgación de resultados de investigación en ingeniería ambiental.PRÓLOGO............13 PRESENTACIÓN.............15 PRIMERA PARTE CALIDAD Y ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DEL AGUA HIDRÁULICA AMBIENTAL Capítulo 1 PRETRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE FOTO-FENTON SOLAR A ESCALA INDUSTRIAL ACOPLADO A BIOTRATAMIENTO CON FANGOS ACTIVOS INMOVILIZADOS Manuel Ignacio Maldonado, Isabel Oller, Wolfgang Gernjak, Sixto Malato 1.1 INTRODUCCIÓN............19 1.2 MATERIALES Y MÉTODOS.............21 1.2.1 Reactivos............21 1.2.2 Determinaciones analíticas.............22 1.2.3 Dispositivo experimental.............23 1.3 R ESULTADOS Y DISCUSIÓN............ 27 1.3.1 Tratamiento foto-Fenton solar............27 1.3.2 Biotratamiento mediante fangos activos inmovilizados.............33 1.3.3 Sistema combinado foto-Fenton solar-biológico aeróbico............35 1.4 CONCLUSIONES............. 42 Capítulo 2 DEGRADACIÓN DE LA ATRAZINA EN SOLUCIÓN ACUOSA USANDO RADIACIÓN UV Y PROCESOS DE OXIDACIÓN AVANZADA Margarita Hincapié, Gustavo Peñuela, Manuel I. Maldonado, Sixto Malato 2.1 INTRODUCCIÓN..............47 2.2 SECCIÓN EXPERIMENTAL..............53 2.2.1 Materiales.............53 2.2.2 Metodología...............53 2.2.3 Determinación analítica..............55 2.2.4 Determinación de la toxicidad...............55 2.3 R ESULTADOS Y DISCUSIÓN...............56 2.3.1 Hidrólisis..............56 2.3.2 Fotólisis y fotocatálisis con TiO2 Degussa P25.............56 2.3.3 Efecto de los agentes oxidantes peróxido de hidrógeno y persulfato de sodio en la fotocatálisis..............59 2.3.4 Proceso foto Fenton..............63 2.3.5 Evaluación de los aniones inorgánicos durante los dos tratamientos.............66 2.3.6 Cuantificación e identificación de los productos de degradación...............68 2.3.7 Evaluación de la toxicidad...............71 2.4 CONCLUSIONES...............74 Capítulo 3 HUMEDALES ARTIFICIALES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Nazly E. Sánchez P., Gustavo A. Peñuela M., Juan C. Casas Z. 3.1 INTRODUCCIÓN...............81 3.2 MARCO TEÓRICO...............83 3.2.1 Humedales construidos para el tratamiento de aguas residuales..............84 3.2.2 Clasificación de los humedales.............85 3.2.3 Ventajas y desventajas de los humedales subsuperficiales..............87 3.2.4 Aspectos a considerar en los humedales subsuperficiales..............88 3.3 MATERIALES Y MÉTODOS.................89 3.3.1 Diseño y construcción de los humedales a escala piloto..............89 3.3.2 Componentes del agua residual sintética................90 3.3.3 Siembra y aclimatación de plantas............... 90 3.3.4 Muestreos............91 3.4 R ESULTADOS Y DISCUSIÓN..............91 3.4.1 pH..............91 3.4.2 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)..............92 3.4.3 Carbono orgánico total (COT)................94 3.5 CONCLUSIONES................95 Capítulo 4 DESCRIPCIÓN DE LA DINÁMICA OCEANOGRÁFICA DEL GOLFO DE URABÁ UTILIZANDO MEDICIONES DE CAMPO Luis Javier Montoya Jaramillo, Francisco Mauricio Toro Botero 4.1 INTRODUCCIÓN...............103 4.2 DATOS Y MÉTODOS................107 4.3 DISCUSIÓN..............118 4.4 CONCLUSIONES............. 120 SEGUNDA PARTE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Y CALIDAD DEL AIRE Capítulo 5 IMPACTO DE LAS MOTOCICLETAS EN LA CALIDAD DEL AIRE. ESTUDIO DE CASO: MONTERÍA Carlos Alberto Echeverri Londoño 5.1 INTRODUCCIÓN.................127 5.2 MATERIALES Y MÉTODOS...............131 5.2.1 S elección de los sitios de medición...............131 5.2.2 Período de medición................131 5.2.3 Parámetros seleccionados...............132 5.2.4 Equipos y materiales utilizados..............132 5.2.5 Índices de calidad del aire..............133 5.2.6 Legislación.............. 138 5.2.7 Inventario de emisiones..............141 5.3 RESULTADOS...............142 5.3.1 Calidad del aire y calidad acústica................142 5.3.2 Emisiones vehiculares.............150 5.3.3 Inventario de emisiones.............155 5.4 CONCLUSIONES.............. 158 5.5 RECOMENDACIONES............. 160 Capítulo 6 ROMPIMIENTO DE LA INVERSIÓN TÉRMICA EN EL VALLE DE ABURRÁ Ángela M. Rendón, José F. Jiménez, Carlos Palacio 6.1 INTRODUCCIÓN...............163 6.2 MEDICIÓN DE VARIABLES ATMOSFÉRICAS..............164 6.3 CAMPAÑAS DE MEDICIÓN.............165 6.4 RESULTADOS..............166 6.5 CONCLUSIONES................170 TERCERA PARTE TECNOLOGÍAS AMBIENTALES PARA LA RECUPERACIÓN Y CONSERVACIÓN DE SUELOS Capítulo 7 ESTRUCTURA MODELO DE LA PARTÍCULA FUNDAMENTAL DEL COMPOST Carlos E. Arroyave M., Carlos A. Peláez J. 7.1 INTRODUCCIÓN..............177 7.2 MATERIALES Y EQUIPOS.............178 7.2.1 Materias primas y planta de compostaje............178 7.2.2 Obtención de fracciones............. 182 7.2.3 Análisis estadístico.............184 7.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN.............184 7.3.1 Caracterización fisicoquímica del material de RSUsf...........184 7.3.2 Tamaño de partícula.............185 7.3.3 Análisis instrumental................187 7.3.4 Modelo de partícula..............194 7.4 CONCLUSIONES..............195 Capítulo 8 DEGRADACIÓN DE HEXACLOROCICLOHEXANO (HCH) CON HONGOS DE PODREDUMBRE DE LA MADERA Juan Carlos Quintero Díaz, Gumersindo Feijoo, Juan Manuel Lema 8.1 INTRODUCCIÓN..............199 8.2 MATERIALES Y MÉTODOS..............204 8.2.1 Microorganismos.............204 8.2.2 Ensayos de selección de los hongos de podredumbre de la madera.............204 8.2.3 Ensayos de degradación de HCH en medio líquido.............205 8.2.4 Ensayos de degradación de HCH en sobre suelo contaminado.............205 8.2.5 Extracción y análisis de los isómeros de HCH.............208 8.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN..............209 8.3.1 Selección de los microorganismos.............209 8.3.2 Degradación de HCH en medio líquido.............210 8.3.3 Degradación de HCH en fase sólida.............212 8.4 CONCLUSIONES.............. 220 Capítulo 9 AVANCES EN LA PROPAGACIÓN ASIMBIÓTICA IN VITRO DE ORQUÍDEAS CON ESPECIAL ÉNFASIS EN EL GÉNERO CATTLEYA Liliana R. Botero, María A. Jaramillo, Óscar O. Ossa R., Tatiana Saldarriaga F., Estefanía Ortiz R. 9.1 INTRODUCCIÓN...............227 9.2 MATERIALES Y MÉTODOS...............231 9.2.1 Evaluación de la metodología de desinfección de cápsulas de orquídeas.............231 9.2.2 Evaluación del efecto de un abono comercial y un suplemento comercial de banano............239 9.3 R ESULTADOS Y DISCUSIÓN..............242 9.3.1 Ensayos de desinfección...............242 9.3.2 Resultados del efecto de un abono comercial y un suplemento de banano comercial....246 9.4 CONCLUSIONES..............254 Capítulo 10 MOVILIDAD DEL BRAVONIL 720 (CLOROTALONILO) A TRAVÉS DE LA ZONA NO SATURADA Y SATURADA DE UN ACUÍFERO LIBRE SIMULADO Idalia Jacqueline López Sánchez, Gustavo Antonio Peñuela Mesa 10.1 INTRODUCCIÓN...............259 10.2 MATERIALES Y MÉTODOS...............261 10.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN..............269 10.4 CONCLUSIONES..............292 CUARTA PARTE SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DEL TERRITORIO Capítulo 11 LA RESPONSABILIDAD SOCIAL EMPRESARIAL COMO COMPONENTE DE SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL John Fredy López Pérez 11.1 INTRODUCCIÓN...............299 11.2 UNA LECTURA DE LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DESDE UN PUNTO DE VISTA SOCIAL..............300 11.3 EL CONCEPTO DE LA RESPONSABILIDAD SOCIAL EMPRESARIAL...............303 11.4 LA RESPONSABILIDAD SOCIAL COMO ESPACIO PARA L A SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL.............309 11.5 ESBOZOS DE UN CASO: EL SECTOR ELÉCTRICO COLOMBIANO..............311 11.6 CONCLUSIONES..............319 Capítulo 12 DETERMINACIÓN ESPACIAL DE ÁREAS DE IMPORTANCIA ESTRATÉGICA El caso de microcuencas abastecedoras de acueductos veredales del municipio de Medellín Joaquín Hincapié, Álvaro Lema 12.1 INTRODUCCIÓN................323 12.2 LA NOCIÓN DE ÁREA DE IMPORTANCIA ESTRATÉGICA...............325 12.3 LA IDEA DE LOS SERV ICIOS AMBIENTALES..............328 12.4 ESTRATEGIA METODOLÓGICA EN LA IDENTIFICACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS DE IMPORTANCIA ESTRATÉGICA............332 12.5 L OS RESULTADOS DEL MODELO...............359 12.6 CONCLUSIONES............. 361 Capítulo 13 LA EDUCACIÓN AMBIENTAL EN LA TRANSFORMACIÓN DE LA CULTURA Luz Ángela Peña Marín, Alba Miriam Vergara Vargas 13.1 INTRODUCCIÓN..............369 13.2 APROXIMACIÓN CONCEPTUAL...............370 13.2.1 La reflexividad...............372 13.2.2 La construcción del otro...............374 13.2.3 El discurso.............. 372 13.2.4 La autonomía y la participación..............375 13.2.5 La educación ambiental y el desarrollo humano..............378 13.2.6 Base conceptual de la educación ambiental..............380 13.2.7 Contexto sociocultural..............382 13.2.8 Diagnóstico de la educación ambiental y la administración de los recursos naturales..............392 13.2.9 Criterios corporativos de educación ambiental.............394 13.3 CONCLUSIONES...............398 Capítulo 14 ENFOQUE CONCEPTUAL DE UN SISTEMA DE INDICADORES AMBIENTALES PARA LA EVALUACIÓN DE LOS POT: municipios del Valle de San Nicolás Oriente Antioqueño Carolina Arias Muñoz, Diana Elizabeth Valencia Londoño, Boris Puerto López 14.1 INTRODUCCIÓN...............401 14.2 ENFOQUE CONCEPTUAL DEL SISTEMA DE INDICADORES..............406 14.2.1 Primera aproximación: el enfoque de impacto ambiental..............406 14.2.2 Enfoque sistémico: de la sostenibilidad ambiental..............408 14.3 PROPUESTA FINAL DE INDICADORES E ÌNDICE DE SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DEL POT ISAPOT.............424 14.4 R EFLEXIONES FINALES..............42