Evaluating air quality by combining stationary, smart mobile pollution monitoring and data-driven modelling

© 2019 Elsevier Ltd Air pollution impact assessment is a major objective for various community councils in large cities, which have lately redirected their attention towards using more low-cost sensing units supported by citizen involvement. However, there is a lack of research studies investigating real-time mobile air-quality measurement through smart sensing units and even more of any data-driven modelling techniques that could be deployed to predict air quality accurately from the generated data-sets. This paper addresses these challenges by: a) proposing a comparative and detailed investigation of various air quality monitoring devices (both fixed and mobile), tested through field measurements and citizen sensing in an eco-neighbourhood from Lorraine, France, and by b) proposing a machine learning approach to evaluate the accuracy and potential of such mobile generated data for air quality prediction. The air quality evaluation consists of three experimenting protocols: a) first, we installed fixed passive tubes for monitoring the nitrogen dioxide concentrations placed in strategic locations highly affected by traffic circulation in an eco-neighbourhood, b) second, we monitored the nitrogen dioxide registered by citizens using smart and mobile pollution units carried at breathing level; results revealed that mobile-captured concentrations were 3–5 times higher than the ones registered by passive-static monitoring tubes and c) third, we compared different mobile pollution stations working simultaneously, which revealed noticeable differences in terms of result variability and sensitivity. Finally, we applied a machine learning modelling by using decision trees and neural networks on the mobile-generated data and show that humidity and noise are the most important factors influencing the prediction of nitrogen dioxide concentrations of mobile stations

Copper phytoextraction and phytostabilization by Brachiaria decumbens Stapf. in vineyard soils and a copper mining waste.

Brachiaria decumbens is a high biomass plant with great potential for phytoremediation of copper-polluted soils. The current study aimed to evaluate B. decumbens plants for phytoextraction and phytostabilization use in two different copper contaminated vineyard soils and a copper mining waste. Also, the macro and micronutrients uptake were evalu- ated after plants growth in copper contaminated soils. B. decumbens was cultivated in two vineyard soils (Inceptisol and Mollisol) and a copper mining waste for 47 days of growth in greenhouse. Then, B. decumbens?s nutrient uptake was evaluated, and it?s potential application in phytoremediation techniques for the phytoextraction and phytostabilization of copper contamination. B. decumbens exhibited high levels of biomass production at contaminated soils and no negative effect on macronutrients uptake was found. Copper contaminated soils affected micronutrients uptake by Brachiaria plants. This Brachiaria specie showed high potential on copper phytoextraction with accumulation of copper concentra- tions in the shoots and roots of 70 and 585 mg·kg?1 of dry mass, respectively, in the vineyard Inceptisol soil, after 47 days of growth. Mollisol soil and copper mining waste also exhibited high copper concentration in the biomass in the entire plant with 371 and 466 mg·kg?1, respectively. Although Brachiaria exhibited low levels of translocation factor for copper, this specie showed high potential for copper phytoextraction on Inceptisol, Mollisol and copper mining waste with 1900, 1156 and 1363 g·ha?1 of copper, respectively. In summary, B. decumbens plants showed high potential for copper phytoextraction and phytostabilization of copper on contaminated vineyard soils and copper mining waste

Mapeamento do locos de resistência à ferrugem asiática no genótipo PI 200526 (SHIRANUI).

Autoria: ARIAS, C. C. [i.e. A.]

Adsorção e dessorção competitivas de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn em amostras de um Latossolo vermelho amarelo distroférrico até 5 m de profundidade

As características químicas e mineralógicas do solo sofrem modificações nos diferentes horizontes do perfil e também dentro de um mesmo horizonte com o aumento da profundidade. Em Latossolos este fato muitas vezes talvez não seja muito intenso. A variação de diferentes atributos ao longo do perfil influencia a mobilidade de metais, uma vez que a interação dos íons com as superfícies reativas é decorrente destes atributos, influenciando assim na adsorção e dessorção dos metais no solo, podendo levar à contaminação da água subterrânea. Neste trabalho são apresentados os resultados de experimentos de adsorção competitiva, e dessorção, de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn, em amostras de um Latossolo vermelho amarelo distroférrico, que recebeu lodo de esgoto em superfície, coletadas de 0 a 5 metros de profundidade, e das variações dos principais atributos destas amostras. As amostras foram coletadas nas profundidades 0 (topo); 1; 2; 3; 4 e 5 (base) metros no campo experimental da EMBRAPA Meio Ambiente (Jaguariúna-SP), num Latossolo vermelho amarelo distroférrico, onde está sendo aplicado lodo de esgoto. Todos os ensaios foram realizados com amostras da fração argila. As amostras tiveram suas características químicas (pH, capacidade de troca de cátions-CTC, matéria orgânica-MO, ponto de efeito salino nulo-PESN) e o teor de óxidos de Fe, determinados segundo Camargo et al. (1986). As determinações mineralógicas foram obtidas por difratometria de raios-x

Variação do balanço de cargas superficiais ao longo do perfil do solo e sua influência na mobilidade de ânios (no3, so4, cl) na zona não saturada.

As características químicas e mineralógicas do solo sofrem modificações nos diferentes horizontes do perfil, e também dentro de um mesmo horizonte, com o aumento da profundidade. As variações dos diferentes atributos do solo ao longo do perfil tais como composição mineralógica, pH, matéria orgânica, capacidade de troca de cátions e anions, ponto de carga zero (PCZ), influenciam na mobilidade dos íons em soluçao na zona não saturada. Esta influência é decorrente da retenção ou liberação destes íons em solução pelas superfícies reativas disponíveis no solo, presentes nos minerais, na matéria orgânica e em substâncias amorfas. A caulinita e os oxi-hidróxidos de ferro e alumínio (cristalinos ou amorfos) são usualmente os minerais e fases constituintes dos Latossolos. A adsorção ou dessorção de cátions e anions em solução nas superfícies destes minerais dependerá, entre outros fatores, do balanço das cargas superficiais, se negativo ou positivo. As cargas superficiais destes minerais são controladas pelo pH; o balanço de cargas varia de positivo a negativo com a elevação do pH do meio, estas cargas superficiais de natureza anfotérica são denominadas cargas variáveis. Deste modo, o pH exerce uma grande influência na capacidade de um solo, com cargas variáveis, em retardar ou não o movimento de íons em solução na zona não saturada e mesmo na zona saturada, podendo, dependendo da natureza e concentração destes íons, levar à contaminação da água subterrânea. O objetivo deste trabalho é avaliar o transporte de anios (NO3, SO4 2- e C1-) através da zona não saturada de um Latossolo que apresentou variações em seus atributos químicos ao longo do perfil

Spectral theory for the failure of linear control in a nonlinear stochastic system

We consider the failure of localized control in a nonlinear spatially extended system caused by extremely small amounts of noise. It is shown that this failure occurs as a result of a nonlinear instability. Nonlinear instabilities can occur in systems described by linearly stable but strongly nonnormal evolution operators. In spatially extended systems the nonnormality manifests itself in two different but complementary ways: transient amplification and spectral focusing of disturbances. We show that temporal and spatial aspects of the nonnormality and the type of nonlinearity are all crucially important to understanding and describing the mechanism of nonlinear instability. Presented results are expected to apply equally to other physical systems where strong nonnormality is due to the presence of mean flow rather than the action of control.Comment: Submitted to Physical Review

Distribuição espacial de fósforo num latossolo que recebeu iodo de esgoto e adubação mineral e sua relação com outros atributos químicos.

O cálculo da quantidade do lodo de esgoto para aplicação no solo em função da quantidade de N necessária para o desenvolvimento das culturas pode alterar o comportamento do fósforo (P) em virtude de sua acumulação no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição espacial do P num Latossolo cultivado com milho, onde foram feitas seis aplicações anuais de lodo de esgoto (LE) em comparação à adubação mineral (AM). Realizou-se uma amostragem sistemática nos dois tratamentos no final do ciclo da cultura. Nestas amostras, foram determinados os teores de P-Resina, P-Mehlich I, matéria orgânica (MO), acidez potencial (H+Al), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) bem como calculados os valores de soma de bases (SB), capacidade de troca catiônica (CTC) e saturação por bases (V%). Em LE observou-se distribuição aleatória do P na parcela contrastando com o tratamento AM que apresentou as maiores concentrações desse nutriente na parte inferior do talhão. O P esteve mais correlacionado com a matéria orgânica do que com quaisquer dos outros atributos químicos estudados

Impacto social de inovações tecnológicas na agricultura familiar: tecnologias para produção de leite.

bitstream/CPPSE/15936/1/PROCIDoc44OT2005.00185.pd

Mobilização de reserva nitrogenada em cultivares de Panicum maximum sob déficit de nitrogênio.

As reservas nitrogenadas podem ser utilizadas em diversas situações como, por exemplo, para superar períodos curtos de deficiência de nitrogênio e para garantir a rebrota após períodos de inverno rigoroso ou desfolha. O objetivo desse experimento foi determinar o efeito da deficiência de N sobre o padrão de partição desse nutriente no capim-tanzânia e no capim-aruana. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação na Embrapa Pecuária Sudeste, em São Cartos -SP. O isótopo 15N foi utilizado para diferenciar o nitrogênio endógeno daquele proveniente de absorção radicular. Em condições de supressão do fornecimento de N, os perfilhos laterais seguidos das folhas em expansão foram os principais drenos por nitrogênio do capim-tanzânia, enquanto que, no capim-aruana, as folhas em expansão representaram o dreno preferencial. Tanto no capim-tanzânia quanto no capim-aruana, as folhas expandidas (folhas novas e folhas velhas) representaram importantes fontes de nitrogênio. Por outro lado, as raízes funcionaram como fonte de N apenas no capim-tanzânia. São necessários mais estudos para definir os fatores que interferem na mobilização de reservas nitrogenadas em cultivares de Panicum maximum e as suas implicações para o manejo dessas plantas. Em estudos com reserva nitrogenada, as folhas expandidas devem ser analisadas, um vez que elas representam importante fonte de nitrogênio para mobilização

On the local term in the anomaly-induced action of Weyl quantum gravity

The finite local conformally non-invariant $R^2$-term emerges in the one-loop effective action of the model of quantum gravity based on the Weyl-squared classical action. This term is related to the $\Box R$ contribution to the conformal anomaly, which in a wide class of regularization schemes is determined by the second Schwinger-DeWitt (or Gilkey-Seeley) coefficient of the heat kernel expansion for inverse propagators of the theory. The calculation of this term requires evaluating the contributions of the fourth-order derivative minimal and of the second-order nonminimal operators in the tensor and vector sectors of the theory, corresponding to metric, ghost and gauge-fixing operators. To ensure the correctness of existing formulas, we derived (and confirmed) the result using a special technique of calculations, based on the heat-kernel representation of the Euclidean Green's function and the method of universal functional traces.Comment: 30 page