Modeling air quality in the city of Cuenca-Ecuador

The air quality monitoring performed in the city of Cuenca, pollution problems became evident, therefore a more detailed study related to the dispersion and transport of contaminants was conducted. In this context two dispersion models such as: DISPER5.2 and WRF/Chem, were applied to analyze the quality of modeling, degree of approximation and limitations. The Geographic Information System ArcGIS allowed visualization the maps generated from the models. The DISPER5.2 model showed a low quality modeling, due to limited resolution simulation, modeling is punctual and no relationship between all input data. The second model (WRF/Chem), established a relationship between geographic and meteorological data of the study area with chemistry and pollutant dispersion, reporting results with high resolution in both: local and global areas. In addition, the lack of information regarding emissions of  ollutants to feed the model and continuous monitoring devices was evident.El monitoreo de la calidad de aire en la ciudad de Cuenca detectó problemas de contaminación, iniciándose así un trabajo más profundo sobre la dispersión y transporte de los contaminantes descubiertos. Se trabajó con los modelos de dispersión DISPER5.2 y WRF/Chem, analizándose la calidad de modelación, grado de aproximación y limitantes. El Sistema de Información Geográfico ArcGIS permitió visualizar los mapas generados en los modelos. DISPER5.2 presentó una modelación de baja calidad debido a una limitada resolución en la simulación. La modelación es puntual, no hay relación entre todos los datos de entrada. WRF/ Chem estableció una relación entre los datos geográficos y meteorológicos de la zona de estudio con la química de los contaminantes, reportando resultados con una alta resolución, tanto en áreas locales como globales. Además, se evidenció la falta de información referente a emisiones de contaminantes para la alimentación del modelo y de equipos de monitoreo continuo

Phytoremediation of five pharmaceutical products registered as emerging contaminants in an aqueous medium using the species Water Hyacinth (Eichhornia crassipes)

La contaminación de los sistemas acuáticos de agua dulce constituye un problema ambiental recurrente en el ámbito mundial, que se agudiza cada vez más con la presencia frecuente de nuevos compuestos químicos, tal es el caso de los contaminantes emergentes, dentro de los cuales se incluyen los productos farmacéuticos. El objetivo de esta investigación fue estimar la capacidad de la especie jacinto de agua (Eichhornia crassipes) para remover del medio acuoso cinco fármacos altamente recetados y de venta libre como ciprofloxacina, ibuprofeno, sulfametaxazol, diclofenaco y acetaminofén. El trabajo se llevó a cabo en condiciones de invernadero a una temperatura de 25 0C y a un pH de 6,5; con una toma de muestras cada 24 h a diferentes concentraciones (3, 6, 9,12) mg/L. Para el análisis de las muestras se utilizó Espectrofotometría UV-VIS con lectura directa de las absorbancias de cada uno de los fármacos. Se empleó la metodología de superficies de respuesta para el análisis estadístico de los datos, lo que permitió determinar los modelos para establecer tiempos y concentraciones óptimas maximizando la absorción de cada producto farmacéutico, así como obtener las pendientes de crecimiento para definir hacia donde se puede proyectar el óptimo. Los principales resultados en este estudio indican que E. crassipes removió 95% de diclofenaco en soluciones acuosas con una concentración de 3 mg/L en un tiempo de 24 h, seguido de ciprofloxacina y acetaminofén con una remoción máxima de 91,18% y 71% a las 96 h, respectivamente. Mientras que los más bajos porcentajes de remoción se obtuvo para ibuprofeno y sulfametaxazol con 57,56% y 36%, respectivamente. En el presente estudio, se comprobó la alta capacidad de remoción E. crassipes de los cinco productos farmacéuticos en condiciones controladas, evidenciando una gran posibilidad de aplicación en el campo de la fitorremediación de contaminantes emergentes en medio acuoso, lo cual constituye un importante aporte en este ámbito de la investigación.Contamination of freshwater aquatic systems is a recurring environmental problem worldwide, which is becoming increasingly acute with the frequent presence of new chemical compounds, such as emerging pollutants, including pharmaceutical products. The objective of this research was to estimate the ability of the water hyacinth species (Eichhornia crassipes) to remove from the aqueous environment five highly prescribed and over-the-counter drugs such as ciprofloxacin, ibuprofen, sulfamethoxazole, diclofenac, and acetaminophen. The work was carried out under greenhouse conditions at a temperature of 25 0C and a pH of 6.5; with a sampling every 24 h at different concentrations (3, 6, 9.12) mg/L. For the analysis of the samples, UV-VIS Spectrophotometry was used with direct reading of the absorbances of each one of the drugs. The response surface methodology was used for the statistical analysis of the data, which allowed determining the models to establish optimal times and concentrations maximizing the absorption of each pharmaceutical product, as well as obtaining the growth slopes to define where it can be projected the optimum. The main results in this work indicate that E. crassipes removed 95% of diclofenac in aqueous solutions with a concentration of 3 mg/L in 24 h, followed by ciprofloxacin and acetaminophen with a maximum removal of 91.18% and 71% at 96 h, respectively. At the same time, the lowest removal percentages were obtained for ibuprofen and sulfamethoxazole at 57.56% and 36%, respectively. In the present study, the high Eichchornia crassipes removal capacity of the five pharmaceutical products under controlled conditions was verified, evidencing a great possibility of application in the phytoremediation of emerging contaminants in an aqueous medium

Syndiotactic polypropylene copolymer membranes and their performance for oxygen separation

Se sintetizaron copolímeros sindiotácticos de poli (propileno-olefina) con microestructura controlada y propiedades deseadas para el enriquecimiento de oxígeno a través de catalizadores metaloceno. La incorporación controlada de comonómeros como ramificación mejoró principalmente la permeabilidad al oxígeno, pero la selectividad de oxígeno / nitrógeno descendió alrededor del 20%. Al controlar la cantidad y la longitud de la ramificación en el polipropileno sindiotáctico, la permeabilidad de la membrana mejoró hasta 12 veces y es comparable a los polímeros comerciales típicos utilizados para esta aplicación. A diferencia del polipropileno comercial convencional, los copolímeros con una gran cantidad de comonómero fueron solubles en ciclohexano, lo que permite la fabricación de membranas compuestas con alta permeabilidad.Syndiotactic poly(propylene- -olefin) copolymers with controlled microstructure and desired properties for oxygen enrichment have been synthesized via metallocene catalysts. The controlled incorporation of comonomers as pendant branch mainly improved the oxygen permeability, but the oxygen/nitrogen selectivity dropped around 20%. By controlling the amount and length of the branches in the syndiotactic polypropylene, the permeability of the membrane was enhanced up to 12-fold and it is comparable to typical commercial polymers used for this application. In contrast with conventional commercial polypropylene, copolymers with a large amount of comonomer were soluble in cyclohexane, allowing the manufacture of composite membranes with high permeance

Microporous membranes prepared via thermally induced phase separation from metallocenic syndiotactic polypropylenes

Se prepararon membranas microporosas mediante separación de fases inducida térmicamente (TIPS) usando diferentes polipropilenos sindiotácticos hechos a medida (sPP) sintetizados por catalizadores metaloceno. Se determinaron los diagramas de fase de las muestras de sPP en difenil éter (DPE) . Se encontró que la separacion de fases eran ligeramente afectado por el peso molecular (Mw) y la influencia de la sindiotacticidad fue insignificante. La curvas de cristalización dependían únicamente de la sindiotacticidad de las muestras, cambiando a temperaturas más bajas a medida que disminuía la estereorregularidad de la sPP, y no se encontró relación con Mw. La viscosidad de las soluciones de sPP-DPE aumentaron con Mw y la estereorregularidad de sPP. Los tamaños de poro de la membrana fueron correlacionado con el período de crecimiento de las gotas, el comportamiento de cristalización y la viscosidad de la muestra, siendo este último un parámetro importante para una concentración baja de solución de polímero (15% en peso) pero no tan a una concentración más alta (40% en peso).Microporous membranes were prepared by thermally induced phase separation (TIPS) using different tailor-made syndiotactic polypropylenes (sPP) synthesized by metallocene catalysts. The phase diagrams of sPP samples in diphenyl ether (DPE) were determined. The cloud points were found to be slightly affected by molecular weight (Mw) and the influence of syndiotacticy was negligible. The dynamic crystallization curves depended solely on the syndiotacticity of the samples, shifting to lower temperatures as the stereoregularity of the sPP decreased, and no relation with Mw was found. The viscosity of sPP–DPE solutions increased with Mw and stereoregularity of the sPP. Membrane pore sizes were correlated with droplet growth period, crystallization behaviour, and sample viscosity, the latter being an important parameter for low polymer solution concentration (15 wt%) but not so at higher concentration (40 wt%)

Obtención de pectinasas en sustrato sólido con aspergillus niger y evalución económica del proceso

La fermentación se realizó en sustrato sólido, utilizando residuos de naranja como fuente de carbono y se inoculó Aspergillus niger como hongo reproductor de pectinasas. Los parámetros que fueron controlados durante la fermentación son: Ph, grados Brix, humedad. Se realizó la detreminación de las siguientes enzimas pectinmetilesterasa; por cuantificación grupos carbóxico, endopoligalacturonasas por disminución de la viscosidad y la exopoligalacturonasa por cuantificación de azucares reductores. La evaluación económica se la hizo en función de los costos adicionales de energíaIngeniero QuímicoCuenc

Remoción de la hemoglobina por adsorción sobre nanopartículas magnéticas de Fe3O4/TiO2

La remoción de la hemoglobina (Hb) por adsorción de la proteína sobre nanopartículas (Nps) magnéticas de Fe3O4/TiO2 (núcleo/coraza) aplicando un campo magnético externo, fue investigada mediante espectroscopia ultravioleta en el rango del ultravioleta y visible (UV-VIS). Durante la etapa de contacto de las Nps con la Hb se varió la concentración de las Nps y la temperatura, complementariamente durante la etapa de remoción del complejo Fe3O4/TiO2-Hb se varió la intensidad del campo magnético externo. Con una concentración inicial de Nps de 8 mg ml-1, el valor de la absorbancia del sobrenadante disminuye en un 11% con respecto a la solución inicial de Hb (0,8 g l-1) y al aumentar en un 50% la concentración de Nps, el valor disminuye hasta un 17%. Al incrementar la temperatura de 25 a 35ºC disminuye la adsorción de la Hb pero no se observa indicios de desnaturalización de la misma. Durante la etapa de remoción del complejo Fe3O4/TiO2-Hb, al incrementar la fuerza magnética se logra una caída en la intensidad de la absorbancia, casi un 30%. Finalmente, se determinó la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) de la solución inicial de Hb y del sobrenandante, el valor para la solución inicial de Hb fue de 100 mg ml-1 y los resultados obtenidos para todas las soluciones tratadas fueron inferiores (62 mg ml-1) verificando el impacto que tuvo el uso de las Nps magnéticas de Fe3O4/TiO2 en la remoción de la Hb.The removal of Hemoglobin (Hb) by protein adsorption on magnetic nanoparticles (Nps) of Fe3O4/TiO2 (core/shell), applying an external magnetic field, was investigated using ultraviolet spectroscopy in the ultraviolet and visible range (UV-VIS). The Nps concentration and temperature was varied during the contact step between Nps and Hb. Complementary, the intensity of the external magnetic field was varied during the removal of the Fe3O4/TiO2-Hb complex. With an initial Nps concentration of 8 mg ml-1, the absorbance of the supernatant solution showed a decrease of 11% with respect to the initial Hb solution (0,8 g l-1), and a decrease of 17% when the Nps concentration was increased with 50%. A reduction of the absorbtion of Hb was observed by increasing the temperature from 25 to 35ºC, but no evidence of denaturalization was found. During the Fe3O4/TiO2-Hb complex removal step, the absorption intensity nearly decreased 30% by increasing the strength of the magnetic field. Finally, the biochemical oxygen demand (BOD5) of the initial Hb solution and supernatant was determinated. The value of the initial Hb solution was 100 mg ml-1 and the results for all treated solutions were lower (< 62 mg ml-1) reflecting the impact of magnetic Nps in the removal of H

Síntesis y caracterización de nanopartículas magnéticas del tipo Fe3O4/TiO2, efecto del pH en la dispersión y estabilización en soluciones acuosas

Se sintetizaron nanopartículas magnéticas del tipo Fe3O4/TiO2 (núcleo/coraza) mediante el método combinado que involucra para la síntesis inicial del Fe3O4 la co-precipitación química y para la formación de la capa de TiO2 la síntesis por la técnica sol-gel. Las nanopartículas magnéticas fueron caracterizadas antes y después del proceso de recubrimiento, mediante rayos-X y microscopía electrónica de barrido con emisión de campo y con microanálisis de rayos-X. El análisis de refinamiento estructural se realizó por el método Rietveld a través del programa FullProf, a partir de la difracción de rayos-X de polvo y confirmó la presencia de Fe3O4 como óxido de hierro y que el recubrimiento está constituido por TiO2 en su fase anastasa. El tamaño del cristal fue calculado mediante la ecuación de Scherrer y corresponde alrededor de 10nm, tanto para el Fe3O4 como para la capa de TiO2. Según los análisis de microscopía electrónica de barrido con emisión de campo, las nanopartículas magnéticas recubiertas tienen forma esférica y se encuentran altamente aglomeradas. Los resultados de microscopía electrónica de barrido con microanálisis de rayos-X confirman únicamente la presencia de tres elementos: Fe, Ti y O. Finalmente, la dispersión de las nanopartículas de Fe3O4/TiO2 en agua fue evaluada a diferentes valores de pH mediante espectroscopía ultravioleta en el rango del ultravioleta y el visible. Los mayores valores de absorbancia se obtuvieron a pH 8 y 4,5; mostrando una buena dispersión. Por otro lado, a pH 6,5 hay tendencia a aglomerarse con posterior precipitación.Magnetic nanoparticles of Fe3O4/TiO2 (core/shell) type were synthesized by a method combining chemical co-precipitation for the initial synthesis of Fe3O4 and sol-gel synthesis for the making of the TiO2 shell film. The magnetic nanoparticles were characterized before and after the coating process by X-ray, field emission scanning electron microscope and scanning electron microscope with X-ray microanalysis. The structural refinement analysis by the Rietveld method was performed through the FullProf program from X-ray powder diffraction, which confirmed the presence of Fe3O4 as iron oxide and the anastase phase of TiO2 as shell layer. The crystal size was calculated by Scherer’s equation and around 10nm for both the Fe3O4 core and TiO2 shell. According the field emission scanning electron microscope, the coated magnetic nanoparticles are spherical and they are highly agglomerated. The exclusive presence of Fe, Ti and O was confirmed by scanning electron microscope with X-ray microanalysis. Finally, the dispersion of aqueous Fe3O4/TiO2 nanoparticles was evaluated at different pH values by ultraviolet spectroscopy in the ultraviolet and visible range. The highest values of absorbance were obtained at pH 8 and 4,5; showing good dispersion. On the other hand, at pH 6,5 there is tendency to agglomerate with subsequent precipitation

Syndiotactic poly (propene-co-norbornene): synthesis and properties at low norbornene incorporation

Las copolimerizaciones de propeno con norborneno se llevaron a cabo utilizando un catalizador metaloceno sindiotáctico a bajas concentraciones iniciales de comonómero para diferentes tiempos de polimerización. Se ha analizado la influencia de la concentración de norborneno en la actividad catalítica y en las propiedades del material resultante. El peso molecular del copolímero disminuyó drásticamente cuando se añadieron pequeñas cantidades de norborneno en reacciones que duraron 30 min. Cuando se utilizaron tiempos de reacción más largos, el peso molecular aumentó con el tiempo, sin embargo, se descartó la polimerización viva porque la polidispersidad era de aprox. 2. Las mediciones de DSC mostraron copolímeros con baja cristalinidad o completamente amorfos.Copolymerizations of propene with norbornene were carried out using a syndiotactic metallocene catalyst at low initial comonomer concentrations for different polymerization times. The influence of the norbornene concentration on the catalytic activity and on the resulting material properties has been analyzed. The copolymer molecular weight decreased drastically when small amounts of norbornene were added in reactions which lasted 30 min. When longer reaction times were used the molecular weight increased with time, however living polymerizationwas ruled out because the polydispersity was ca. 2. The DSC measurements showed copolymers with low crystallinity or which were completely amorphous

Corncobs as a potentially low-cost biosorbent for sulfamethoxazole removal from aqueous solution

Este trabajo examina la capacidad de adsorción de las mazorcas de maíz para eliminar el sulfametoxazol de soluciones acuosas. Se han optimizado varios parámetros y se han evaluado la cinética, el equilibrio y la termodinámica. Las características de las mazorcas de maíz se determinaron mediante Brunauer-Emmett-Teller (BET), espectroscopía infrarroja (FTIR) y microscopía electrónica de barrido (SEM), punto de carga cero y análisis químico. La cinética de adsorción de SMX siguió el modelo de pseudo-segundo orden, alcanzando el equilibrio a los 60 min. En equilibrio, los datos se ajustaron al modelo BET, la eficiencia de eliminación fue del 48% (pH = 6, concentración de SMX 5 mg L − 1, 30 g L − 1 de adsorbente). La adsorción fue sensible al pH de la solución. La termodinámica indica un proceso exotérmico que funciona a temperatura ambiente.This work examines corncobs adsorption capacity sulfamethoxazole removal from aqueous solutions. Various parameters have been optimized and kinetic, equilibrium and thermodynamic evaluated. The characteristics of corncobs were determined by Brunauer-Emmett-Teller (BET), infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM), point of zero charge and chemical analysis. The adsorption kinetic of SMX followed the pseudo-second-order model, reaching the equilibrium at 60 min. In equilibrium, data fitted BET model, the removal efficiency was 48% (pH = 6, SMX concentration 5 mg L−1, 30 g L−1 of adsorbent). The adsorption was sensitive to the pH of solution. The thermodynamic indicates an exothermic process workable under ambient temperatures

Organic residues as adsorbent for the removal of ciprofloxacin from aqueous solution

La ciprofloxacina se usó para estudiar las propiedades adsorbentes de tres residuos orgánicos: mazorca de maíz y cáscara de arroz. El estudio abarcó la medición del efecto de la dosis de biomasa, el pH, el tiempo de contacto, la temperatura y la concentración inicial del medicamento. La dosis óptima del adsorbente se estableció en 2 y 6 g L − 1 para la mazorca de maíz y la cáscara de arroz, respectivamente. El pH afecta fuertemente la adsorción de ciprofloxacina; el pH óptimo para la absorción de ciprofloxacina en las tres biomasas es 6. Los experimentos muestran una rápida adsorción que alcanza el equilibrio en 60 minutos para la cascarilla de arroz y 40 minutos para la mazorca de maíz. La temperatura tiene poca fluencia con una tendencia a una disminución en el porcentaje de eliminación cuando aumenta la temperatura. El porcentaje de eliminación de ciprofloxacina alcanza el 56.3% para la mazorca de maíz y el 59.7% para la cáscara de arroz, dada una temperatura ambiente de 20 ° C y una concentración de ciprofloxacina de 5 mg L − 1. Los datos experimentales de adsorción pueden ajustarse bien mediante el modelo de Freundlich y los datos cinéticos por un modelo de pseudo segundo orden. Los resultados obtenidos sugieren que el maíz y la cáscara de arroz pueden usarse como biosorbentes de bajo costo para la eliminación de ciprofloxacina de las soluciones acuosas.Ciprofloxacin was used to study the adsorbent properties of three organic residues: corn cob and rice husk. The study encompassed measuring the effect of the biomass dose, pH, contact time, temperature and initial concentration of the drug. The optimal dose of the adsorbent was established in 2 and 6 g L−1 for the corn cob and rice husk, respectively. The pH strongly affects the adsorption of ciprofloxacin; the optimum pH for the absorption of ciprofloxacin onto the three biomasses is 6. The experiments show a rapid adsorption that hits equilibrium in 60 min for the rice husk and 40 min for corn cob. The temperature has little in fluence with a tendency to a decrease in the percentage of removal when the temperature increases. The removal percentage of ciprofloxacin reaches 56.3% for corn cob and 59.7% for rice husk given an ambient temperature of 20 °C and a ciprofloxacin concentration of 5 mg L−1. The experimental adsorption data can be fitted well by the Freundlich model and the kinetic data by a pseudo second order model. The obtained results suggest that maize and rice husk can be used as low-cost biosorbents for the removal of ciprofloxacin from aqueous solutions