Enhancing community resilience in arid regions: A smart framework for flash flood risk assessment

This paper presents a novel framework for smart integrated risk management in arid regions. The framework combines flash flood modelling, statistical methods, artificial intelligence (AI), geographic evaluations, risk analysis, and decision-making modules to enhance community resilience. Flash flood is simulated by using Watershed Modelling System (WMS). Statistical methods are also used to trim outlier data from physical systems and climatic data. Furthermore, three AI methods, including Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Network (ANN), and Nearest Neighbours Classification (NNC), are used to predict and classify flash flood occurrences. Geographic Information System (GIS) is also utilised to assess potential risks in vulnerable regions, together with Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) and Hazard and Operability Study (HAZOP) methods. The decision-making module employs the Classic Delphi technique to classify the appropriate solutions for flood risk control. The methodology is demonstrated by its application to the real case study of the Khosf region in Iran, which suffers from both drought and severe floods simultaneously, exacerbated by recent climate changes. The results show high Coefficient of determination (R2) scores for the three AI methods, with SVM at 0.88, ANN at 0.79, and NNC at 0.89. FMEA results indicate that over 50% of scenarios are at high flood risk, while HAZOP indicates 30% of scenarios with the same risk rate. Additionally, peak flows of over 24 m3/s are considered flood occurrences that can cause financial damage in all scenarios and risk techniques of the case study. Finally, our research findings indicate a practical decision support system that is compatible with sustainable development concepts and can enhance community resilience in arid regions

Facile Green Synthesis of Cinnamomum tamala Extract Capped Silver Nanoparticles and its Biological Applications

The plant mediated biogenic synthesis of nanoparticles is of magnificent concern due to its eco-benign and single pot nature. Here, Cinnamomum tamala (C. tamala) aqueous leaf extract was utilised for the silver nanoparticles’ (Ag NPs) synthesis. The phytoconstituents in the leaf extract were analysed by standard methods. These metabolites, especially carbohydrate polymers reduce Ag ions to Ag NPs accompanied by a reddish-brown coloration of the reaction mixture. The visual observation of intense brown colour is the first indication of the formation of Ag NPs. Various spectro-analytical techniques further characterise the Ag NPs. The green synthesised spherical Ag NPs were crystalline with an average size of 38 nm. The Ag NPs were scrutinised for antioxidant, antimicrobial and cytotoxic activity and obtained good results. The free radical scavenging was studied by 2, 2-Diphenyl-l-picrylhydrazyl (DPPH) assay. The antibacterial activity of Ag NPs was assessed against human pathogens, and it shown to have good antibacterial potency against a wide spectrum of bacteria. The cytotoxic activity against HEK-293T (human embryonic kidney) cell line was evaluated by 2,3-bis-(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide (XTT) assay. These potent biological activities enable C. tamala capped Ag NPs to be suitable candidates for the future applications in various fields, predominantly clinical and biomedical

Use of Lichen and Moss in Assessment of Forest Contamination with Heavy Metals in Praded and Glacensis Euroregions (Poland and Czech Republic)

The concentrations of selected metals—Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb—were determined in the samples of Hypogymnia physodes lichen and Pleurozium schreberi moss collected in Polish and Czech Euroregions Praded and Glacensis. More specifically, the samples were collected in Bory Stobrawskie, Bory Niemodlińskie, and Kotlina Kłodzka (Poland) and in Jeseniki (Czech Republic). The concentration of metals in the samples was measured using the atomic absorption spectrometry (flame AAS technique and electrothermal atomization AAS technique). The results were used to calculate the comparison factor (CF) that quantifies the difference in concentration of a given bioavailable analyte × accumulated in lichens and mosses: CF = 2 (cx,lichen − cx,moss) (cx,lichen + cx,moss)−1. The values of CF greater than 0.62 indicate the most probable location of heavy metals deposited in the considered area. In this work, the method was used to show a significant contribution of urban emissions to the deposition of heavy metals in the area of Bory Stobrawskie and in the vicinity of Kłodzko City

Atmospheric Chemistry and Climate in the Anthropocene / Chemia Atmosferyczna I Klimat W Antropocenie

Humankind actions are exerting increasing effect on the environment on all scales, in a lot of ways overcoming natural processes. During the last 100 years human population went up from little more than one to six billion and economic activity increased nearly ten times between 1950 and the present time. In the last few decades of the twentieth century, anthropogenic chlorofluorocarbon release have led to a dramatic decrease in levels of stratospheric ozone, creating ozone hole over the Antarctic, as a result UV-B radiation from the sun increased, leading for example to enhanced risk of skin cancer. Releasing more of a greenhouse gases by mankind, such as CO2, CH4, NOx to the atmosphere increases the greenhouse effect. Even if emission increase has held back, atmospheric greenhouse gas concentrations would continue to raise and remain high for hundreds of years, thus warming Earth’s climate. Warming temperatures contribute to sea level growth by melting mountain glaciers and ice caps, because of these portions of the Greenland and Antarctic ice sheets melt or flow into the ocean. Ice loss from the Greenland and Antarctic ice sheets could contribute an additional 19-58 centimeters of sea level rise, hinge on how the ice sheets react. Taking into account these and many other major and still growing footprints of human activities on earth and atmosphere without any doubt we can conclude that we are living in new geological epoch named by P. Crutzen and E. Stoermer in 2000 - “Anthropocene”. For the benefit of our children and their future, we must do more to struggle climate changes that have had occurred gradually over the last century.Człowiek wywiera coraz większy wpływ na środowisko na różne sposoby, w wielu przypadkach ostro ingerując w procesy naturalne. W ciągu ostatnich 100 lat liczebność ludzkiej populacji wzrosła - z nieco ponad 1 mld do 6 mld, a od 1950 roku do chwili obecnej nastąpił dziesięciokrotny rozwój działalności gospodarczej. W ciągu kilku ostatnich dekad XX wieku antropogeniczna emisja freonów doprowadziła do drastycznego spadku poziomu ozonu stratosferycznego, tworząc dziurę ozonową nad Antarktydą. Następstwem tego zjawiska jest wzrost promieniowania UV-B, który pociąga za sobą katastrofalne skutki, m.in. zwiększa ryzyko zachorowań na raka skóry. Uwalniane do atmosfery, przez człowieka, w dużych ilościach gazy cieplarniane, takie jak CO2, CH4, NOx, powodują zwiększenie efektu cieplarnianego. Nawet jeśli wzrost emisji zostanie zatrzymany, stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze będą nadal rosnąć i pozostaną na wysokim poziomie przez setki lat, a to doprowadzi do ocieplenia klimatu na Ziemi. Wzrost temperatury przyczyni się do aprecjacji poziomu wód morskich. Będzie to spowodowane topnieniem lodowców górskich i czap lodowych. Utrata lodu Grenlandii i lądolodów Antarktydy, w zależności od tego, w jaki sposób zareagują na ocieplenie, może przyczynić się do wzrostu poziomu mórz i oceanów nawet o dodatkowych 19-58 centymetrów. Biorąc pod uwagę wyżej wymienione przykłady i wiele innych ważnych, wciąż wzrastających, śladów działalności człowieka na Ziemi bądź w atmosferze, bez żadnych wątpliwości można stwierdzić, że żyjemy w nowej epoce geologicznej nazwanej przez P. Crutzena i E. Stoermera w 2000 roku Antropocenem. Dla dobra naszych dzieci i ich przyszłości musimy intensywniej walczyć ze zmianami klimatycznymi, które miały miejsce w ciągu ostatniego stulecia

Chemia atmosferyczna i klimat w Antropocenie

Humankind actions are exerting increasing effect on the environment on all scales, in a lot of ways overcoming natural processes. During the last 100 years human population went up from little more than one to six billion and economic activity increased nearly ten times between 1950 and the present time. In the last few decades of the twentieth century, anthropogenic chlorofluorocarbon release have led to a dramatic decrease in levels of stratospheric ozone, creating ozone hole over the Antarctic, as a result UV-B radiation from the sun increased, leading for example to enhanced risk of skin cancer. Releasing more of a greenhouse gases by mankind, such as CO2, CH4, NOx to the atmosphere increases the greenhouse effect. Even if emission increase has held back, atmospheric greenhouse gas concentrations would continue to raise and remain high for hundreds of years, thus warming Earth’s climate. Warming temperatures contribute to sea level growth by melting mountain glaciers and ice caps, because of these portions of the Greenland and Antarctic ice sheets melt or flow into the ocean. Ice loss from the Greenland and Antarctic ice sheets could contribute an additional 19-58 centimeters of sea level rise, hinge on how the ice sheets react. Taking into account these and many other major and still growing footprints of human activities on earth and atmosphere without any doubt we can conclude that we are living in new geological epoch named by P. Crutzen and E. Stoermer in 2000 - “Anthropocene”. For the benefit of our children and their future, we must do more to struggle climate changes that have had occurred gradually over the last century.Człowiek wywiera coraz większy wpływ na środowisko na różne sposoby, w wielu przypadkach ostro ingerując w procesy naturalne. W ciągu ostatnich 100 lat liczebność ludzkiej populacji wzrosła - z nieco ponad 1 mld do 6 mld, a od 1950 roku do chwili obecnej nastąpił dziesięciokrotny rozwój działalności gospodarczej. W ciągu kilku ostatnich dekad XX wieku antropogeniczna emisja freonów doprowadziła do drastycznego spadku poziomu ozonu stratosferycznego, tworząc dziurę ozonową nad Antarktydą. Następstwem tego zjawiska jest wzrost promieniowania UV-B, który pociąga za sobą katastrofalne skutki, m.in. zwiększa ryzyko zachorowań na raka skóry. Uwalniane do atmosfery, przez człowieka, w dużych ilościach gazy cieplarniane, takie jak CO2, CH4, NOx, powodują zwiększenie efektu cieplarnianego. Nawet jeśli wzrost emisji zostanie zatrzymany, stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze będą nadal rosnąć i pozostaną na wysokim poziomie przez setki lat, a to doprowadzi do ocieplenia klimatu na Ziemi. Wzrost temperatury przyczyni się do aprecjacji poziomu wód morskich. Będzie to spowodowane topnieniem lodowców górskich i czap lodowych. Utrata lodu Grenlandii i lądolodów Antarktydy, w zależności od tego, w jaki sposób zareagują na ocieplenie, może przyczynić się do wzrostu poziomu mórz i oceanów nawet o dodatkowych 19-58 centymetrów. Biorąc pod uwagę wyżej wymienione przykłady i wiele innych ważnych, wciąż wzrastających, śladów działalności człowieka na Ziemi bądź w atmosferze, bez żadnych wątpliwości można stwierdzić, że żyjemy w nowej epoce geologicznej nazwanej przez P. Crutzena i E. Stoermera w 2000 roku Antropocenem. Dla dobra naszych dzieci i ich przyszłości musimy intensywniej walczyć ze zmianami klimatycznymi, które miały miejsce w ciągu ostatniego stulecia

Metals in the environment Part II. Effect of heavy metals on plants

Opisano wpływ metali ciężkich na rośliny, zwłaszcza warzywa. Przedstawiono również mikroskopowy mechanizm tego zjawiska. Problem ten przeanalizowano też w zależności od natury metalu: Cd, Pb, Ni, Cu i Zn.Effect of heavy metals on plants, especially vegetables has been described, including microscopic mechanisms of the impact. The problem has been also analysed with relation to the kind of metal: Cd, Pb, Ni, Cu and Zn

Impact of alkalization of surplus activated sludge on biogas production

Chemiczna dezintegracja osadu czynnego pod wpływem jego alkalizacji skutkuje destrukcją i rozdrobnieniem kłaczków oraz mikroorganizmów, jak również wzrostem stężenia materii organicznej w fazie płynnej osadu. Fermentacja mezofilowa osadu nadmiernego jest najczęstszym procesem wykorzystywanym w średnich i dużych oczyszczalniach ścieków. Zachodzi ona w czterech głównych etapach. Pierwszy etap, tj. hydroliza, powoduje rozkład związków makromolekularnych do monomerów. Etap ten limituje szybkość reakcji następnych procesów: acidogenezy i acetogenezy. Zastosowanie chemicznej dezintegracji osadu ułatwia biologiczną hydrolizę, a także może znacząco wpływać na wzrost tempa stabilizacji. Z przeprowadzonych badań wynika, iż podniesienie odczynu osadu do wartości pH = 9,0 powoduje wzrost stężenia ChZT w cieczy nadosadowej z wartości 101 do 530 mg O2/dm3. Ponadto w pracy przedstawiono wpływ chemicznej dezintegracji osadu na wzrost produkcji biogazu.Chemical disintegration of surplus activated sludge by alkalization results in destruction and disruption of the flocs and microorganisms as well as increase concentration of organic matter in supernatant. The mesophilic anaerobic sewage sludge digestion is an established process, most often applied at medium and large municipal sewage treatment plants. Four major steps of anaerobic digestion are distinguished. The first hydrolysis step leads to solubilization of insoluble particulate matter and biological decomposition of organic polymers to monomers or dimers. The hydrolysis step is recognized as the rate-limiting step of the following second and third steps, the processes of acidogenesis and acetogenesis. Chemical disintegration activates biological hydrolysis and, therefore, it can significantly increase the stabilization rate of the secondary sludge. It has been shown that when the activated sludge was subjected to alkalization to pH 9.0 value, the COD concentration increased from 101 mg/dm3 to 530 mg/dm3 in sludge supernatant. The paper presents a potential application of chemical disintegration for sewage sludge (mainly activated sludge) to upgrading biogas production