Assessment of the environmental impact of polymeric membrane production

Polymeric membranes are important in advanced separation technologies because of their high efficiency and low environmental impact. However, procedures for membrane production are far from sustainable and environmentally friendly. This work presents a life cycle assessment of the environmental impact of fabricating 1000 m(2) of hollow fiber polymeric membranes. Membrane materials considered include the most popular fossil- and bio-based polymers in current use, i.e., polysulfones, polyvinylidene fluoride, and cellulose acetate. Solvents considered for use in polymer dope solution included polar aprotic solvents (N-Methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, and dimethylformamide) that are widely used in industry and an alternative green solvent (ethylene carbonate). The impacts of membrane production on global warming, marine ecotoxicity, human carcinogenic and non-carcinogenic toxicity, land use potential, and fossil resource scarcity were analyzed. Additionally, the impact on the sustainability and environmental cost of membrane production resulting from replacing fossil-based polymers with bio-based polymers or substituting toxic solvents with a green alternative was investigated. Hot spots in the membrane production process were identified, and measures to reduce the environmental impact of membrane production were proposed

Determination of sorption of seventy five pharmaceuticals in sewage sludge

Sorption of 75 active pharmaceutical ingredients (APIs) to three different types of sludge (primary sludge, secondary sludge with short and long sludge age respectively) were investigated. To obtain the sorption isotherms batch studies with the APIs mixture were performed in four nominal concentrations to water containing 1 g of sludge. The range of APIs concentrations was between ng L-1 to mu g L-1 which are found in the wastewater effluents. Isotherms were obtained for approximately 45 of the APIs, providing distribution coefficients for linear (K-d), Freundlich (K-f) and Langmuir (K-L) isotherms. K-d, K-f and K-L ranging between 7.1 x 10(4) and 3.8 x 10(7), 1.1 x 10(-2) and 6.1 x 10(4) and 9.2 x 10(-3) and 1.1 L kg(-1), respectively. The obtained coefficients were applied to estimate the fraction of APIs in the water phase (see Abstract Graphic). For 37 of the 75 APIs, the predicted presence in the liquid phase was estimated to >80%. 24 APIs were estimated to be present in the liquid phase between 20 and 80%, and 14 APIs were found to have <20% presence in the liquid phase, i.e. high affinity towards sludge. Furthermore, the effect of pH at values 6, 7 and 8 was evaluated using one way ANOVA-test. A significant difference in K(d)s due to pH changes were found for 6 of the APIs (variation 10-20%). (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved

Minimal selective concentrations of tetracycline in complex aquatic bacterial biofilms

Selection pressure generated by antibiotics released into the environment could enrich for antibiotic resistance genes and antibiotic resistant bacteria, thereby increasing the risk for transmission to humans and animals. Tetracyclines comprise an antibiotic class of great importance to both human and animal health. Accordingly, residues of tetracycline are commonly detected in aquatic environments. To assess if tetracycline pollution in aquatic environments promotes development of resistance, we determined minimal selective concentrations (MSCs) in biofilms of complex aquatic bacterial communities using both phenotypic and genotypic assays. Tetracycline significantly increased the relative abundance of resistant bacteria at 10 μg/L, while specific tet genes (tetA and tetG) increased significantly at the lowest concentration tested (1 μg/L). Taxonomic composition of the biofilm communities was altered with increasing tetracycline concentrations. Metagenomic analysis revealed a concurrent increase of several tet genes and a range of other genes providing resistance to different classes of antibiotics (e.g. cmlA, floR, sul1, and mphA), indicating potential for co-selection. Consequently, MSCs for the tet genes of ≤ 1 μg/L suggests that current exposure levels in e.g. sewage treatment plants could be sufficient to promote resistance. The methodology used here to assess MSCs could be applied in risk assessment of other antibiotics as well

The 2005 World Health Organization Reevaluation of Human and Mammalian Toxic Equivalency Factors for Dioxins and Dioxin-Like Compounds

In June 2005, a World Health Organization (WHO)-International Programme on Chemical Safety expert meeting was held in Geneva during which the toxic equivalency factors (TEFs) for dioxin-like compounds, including some polychlorinated biphenyls (PCBs), were reevaluated. For this reevaluation process, the refined TEF database recently published by Haws et al. (2006, Toxicol. Sci. 89, 4-30) was used as a starting point. Decisions about a TEF value were made based on a combination of unweighted relative effect potency (REP) distributions from this database, expert judgment, and point estimates. Previous TEFs were assigned in increments of 0.01, 0.05, 0.1, etc., but for this reevaluation, it was decided to use half order of magnitude increments on a logarithmic scale of 0.03, 0.1, 0.3, etc. Changes were decided by the expert panel for 2,3,4,7,8-pentachlorodibenzofuran (PeCDF) (TEF = 0.3), 1,2,3,7,8-pentachlorodibenzofuran (PeCDF) (TEF = 0.03), octachlorodibenzo-p-dioxin and octachlorodibenzofuran (TEFs = 0.0003), 3,4,4′,5-tetrachlorbiphenyl (PCB 81) (TEF = 0.0003), 3,3′,4,4′,5,5′-hexachlorobiphenyl (PCB 169) (TEF = 0.03), and a single TEF value (0.00003) for all relevant mono-ortho-substituted PCBs. Additivity, an important prerequisite of the TEF concept was again confirmed by results from recent in vivo mixture studies. Some experimental evidence shows that non-dioxin-like aryl hydrocarbon receptor agonists/antagonists are able to impact the overall toxic potency of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) and related compounds, and this needs to be investigated further. Certain individual and groups of compounds were identified for possible future inclusion in the TEF concept, including 3,4,4′-TCB (PCB 37), polybrominated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans, mixed polyhalogenated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans, polyhalogenated naphthalenes, and polybrominated biphenyls. Concern was expressed about direct application of the TEF/total toxic equivalency (TEQ) approach to abiotic matrices, such as soil, sediment, etc., for direct application in human risk assessment. This is problematic as the present TEF scheme and TEQ methodology are primarily intended for estimating exposure and risks via oral ingestion (e.g., by dietary intake). A number of future approaches to determine alternative or additional TEFs were also identified. These included the use of a probabilistic methodology to determine TEFs that better describe the associated levels of uncertainty and "systemic” TEFs for blood and adipose tissue and TEQ for body burde

Комбинированная антигипертензивная терапия у больных артериальной гипертензией, перенесших острую респираторную вирусную инфекцию

ГИПЕРТЕНЗИЯ /ЛЕК ТЕРКРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ БОЛЕЗНИКОМБИНИРОВАННОЕ ЛЕЧЕБНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕАНТИГИПЕРТЕНЗИВНЫЕ СРЕДСТВА /ТЕР ПРИМРЕСПИРАТОРНЫЕ ИНФЕКЦИИ /ОСЛВИРУСНЫЕ БОЛЕЗНИ /ОС

Dioxiner : vår tids största miljöhot

Bland det stora antalet kemikalier som dagenssamhälle avsiktligt eller oavsiktligt produceraråterfinns grupper av klorerade organiskamiljögifter. Dessa har beskrivits som en av vårtids större miljöhot med effekter på bl.a.reproduktion och immunsystem. Dioxiner ärkanske de mest undersökta av dessa ämnen,men trots detta saknas mycket kunskap omdioxiner och liknande ämnens kemiska ochbiologiska egenskaper.2002 BOTTNISKA VIKEN sid 30-33</p

Use of Liquefied Biomethane (LBM) as a Vehicle Fuel for Road Freight Transportation : A Case Study Evaluating Environmental Performance of Using LBM for Operation of Tractor Trailers

The environmental performance of Liquefied Biomethane (LBM) and Diesel operated Tractor Trailer (TT) is compared using the Life Cycle Assessment (LCA) study. In this study we consider, raw biogas produced from an anaerobic digestion process of a Wastewater Treatment Plant (WWTP) in Umea, Sweden, which is then upgraded and liquefied to LBM and used as a fuel for TTs. Currently, the WWTP in Umea is utilizing biogas, produced onsite for cogeneration of heat and electricity, thereby meeting its energy needs. A system expansion approach is applied where electricity and heat equivalent to amount of biogas displaced for LBM production is supplied from Swedish grid (SE) mix and incineration of wood chips respectively. Correspondingly, the biogas avoided for cogeneration of electricity and heat is accounted in the study. The equivalent functional unit chosen for the LCA study is “16,000,000 ton-km of a TT transporting products and goods”. The study is modelled using SimaPro LCA Software. The ReCiPe Midpoint (H) impact assessment methodology is used to quantify ten selected and relevant midpoint environmental impacts. When compared with Diesel TT system, LBM TT exhibits superior environmental performance in seven out of ten impact categories measured than the Diesel TT system. The highest reduction is seen in Global Warming Potential (GWP) and Fossil Depletion Potential (FDP) impacts thereby suggesting that LBM derived from raw biogas of WWTP an environmentally preferred alternative to diesel for operation of TTs. However, this value proposition can have other trade-offs such as increase in eutrophication and ecotoxicity impacts. Further, replacing diesel with LBM for TT operation may not have any significant environmental benefits when electricity is drawn from carbon intensive grid mixes (e.g. coal)

Hälsoriskbedömning av exponering relaterad till dioxinförorenad mark

Sammanfattning I två projekt som har finansierats av kunskapsprogrammet Hållbar Sanering har en kombinerad spridnings- och exponeringsmodell (CalTOX) utvärderats som ett verktyg för riskbedömning av dioxinförorenad mark. Modellens styrka jämfört med liknande modeller är dels att den inkluderar livsmedelsbaserade exponeringsvägar, dels att den kan hantera både bakgrundshalter i luft i kombination med förhöjda halter i marken samt att den är anpassad för att beskriva förändringar över tiden (dynamiska situationer). En initial utvärdering av modellen gjordes med ett generellt bakgrundscenario där modellresultaten jämfördes mot svenska mätdata. I en andra fas utvärderades modellen i ett platsspecifikt förorenad markscenario, där analyser av fältprover på ett dioxinförorenat område utgjorde basen för att kunna avgöra modellens användbarhet ur riskbedömningssynpunkt. De övergripande erfarenheterna som erhållits då CalTOX har tillämpats för beräkningar av dioxinhalter i olika delar av miljön har sammanställts i tabell A och B. Syftet med sammanställningarna är att ge en vägledning av förväntade resultat från modellen samt att visa på hur omständigheter i både modelleringen och utvärderingen som kan leda till avvikelser. Som grund för utvärderingen användes uppmätta halter i miljöprover som ”sanna” värden. En avvikelse på 1-4 gånger mellan uppmätta och beräknade halter betraktades som bra, 5-9 gånger som godkänd och &gt;10 som tveksam. Eftersom avvikelserna mellan beräknade och uppmätta halter varierade för olika kongener var den slutliga bedömningen ändå något subjektiv. Vid slutbedömningen vägdes även exponeringens betydelse in. Dessutom bedömdes en överskattning lindrigare än en underskattning eftersom den senare leder till en underskattad exponeringsrisk. I tabell A återfinns utvärderingen av Bakgrundsscenariot, d.v.s. det scenario som förutsatte svenska bakgrundsnivåer och som är utvärderat med hjälp av analysdata från typiska svenska bakgrundsbelastade prover. Eftersom mätdata för både luft och mark utgjorde ingångsvärden till bakgrundsscenariot har modellresultat för dessa medier ej inkluderats i tabell A. De övergripande erfarenheterna som gjorts då CalTOX tillämpades för ett förorenad markscenario har sammanställts i tabell B. Sediment, ytvatten och fisk uteslöts från utvärderingen eftersom det detaljkunskap om det akvatiska systemet saknades för den specifika platsen. Utvärderingen av CalTOX har visat att verktyget är användbart för att bedöma spridningen av dioxiner till omgivande miljö, både i syfte att återspegla en bakgrundssituation och en situation med förorenad mark. Med hjälp av modellberäkningar har bidraget från flera olika exponeringsvägar jämförts i olika scenarier med ökande koncentration av dioxiner i marken. De exponeringsvägar som uppenbart kan ge en ett väsentligt bidrag till en ökad yttre exponering om marken är förorenad är; • intag av jord • intag av ägg • intag av mjölk • intag av kött • intag av ovanjordiska växter 8HÅLLBAR SANERING Rapport 5929 - Hälsoriskbedömning av exponering relaterad till dioxinförorenad mark • intag av underjordiska växter • hudkontakt med jord Tabell A. Sammanfattning av övergripande erfarenheter från modellberäkningar som erhölls då CalTOX tillämpades på ett bakgrundsscenario. Som grund för utvärderingen användes uppmätta halter i miljöprover som ”sanna” värden. En avvikelse på 1-4 gånger mellan uppmätta och beräknade halter betraktades som bra, 5-9 gånger som godkänd och &gt;10 som tveksam. Tabellen bör endast betraktas som en vägledning av förväntat resultat från en modellering. För förklaring and kommentarer till fotnoter, se kapitel 6.1. Ovanjordiska Underjordiska Ytvatten Grundvatten Sediment växtdelar växtdelar a b Överensstämmelse Bra Godkänd Tveksamc d Bra EA Risk för överskattning xdRisk för underskattning xa xb xc xdKött Mjölk Ägg Fisk e e Överensstämmelse Bra Bra Tveksamf g GodkändRisk för överskattning xe xe xfRisk för underskattning xe xe xf xgTabell B Sammanfattning av övergripande erfarenheter från modellberäkningar som erhölls då CalTOX tillämpades på förorenad markscenario. Som grund för utvärderingen användes platsspecifika uppmätta halter som ”sanna” värden. En avvikelse på 1-4 gånger mellan uppmätta och beräknade halter betraktades som bra, 5-9 gånger som godkänd och &gt;10 som tveksam. Tabellen bör endast betraktas som en vägledning av förväntat resultat från en modellering. Överensstämmelsen är en sammanvägd bedömning av avvikelser mellan modellscenariot/ verkligheten och konsekvenser av avvikelserna. Avvikelser som ger en viss (om än rimlig) säkerhetsmarginal i t.ex. exponeringsberäkningarna har bedömts som godkända. För förklaring och kommentarer till fotnoter, se kapitel 6.1. Ovanjordiska Underjordiska Luft Ytvatten Grundvatten växtdelar växtdelar a Överensstämmelse Godkänd EA Godkändb c d Godkänd GodkändRisk för överskattning xa xb xcRisk för underskattning xdKött Mjölk Ägg f e Överensstämmelse EA Bra TveksamfRisk för överskattning xe xfRisk för underskattning xfFigur A sammanfattar kritiska exponeringsvägar vid olika grad av dioxinförorenad jord identifierade med CalTOX. Intag av animaliska livsmedel (t.ex. kött, mjölk och ägg) som producerats på förorenad mark står sannolikt för de största potentiella exponeringsriskerna eftersom fettinnehållet i dessa produkter bidrar till att dioxiner ackumuleras i dessa produkter. Redan vid låga markkoncentrationer kan livsmedlen kontamineras i relativt hög utsträckning. Områden som förorenats diffust eller som har fläckvis förhöjda halter kan därför utgöra en större risk än ett begränsat hot-spot område där ringa aktivitet pågår. Förorenade objekt med nära läge till betesmarker eller äggproduktion bör således ges hög prioritet vid miljöutredningar. Sannolikt är det spridning av förorenade jordpartiklar till betesväxters bladytor samt direkt intag av förorenad jord vid betning som bidrar till att djuren exponeras. Förhöjda halter av dioxiner i luft och växter (utan jordpartiklar) bidrar i lägre utsträckning. 9HÅLLBAR SANERING Rapport 5929 - Hälsoriskbedömning av exponering relaterad till dioxinförorenad mark 10 100 1000ng TEQ/kg TS i jord Intag av kött/mjölk/ägg Intag av jord Intag av rotfrukter/grönsaker Inhalering av utomhusluft Hudkontakt jord Intag av grundvatten Figur A. Kritiska exponeringsvägar vid olika grad av dioxinförorenad jord identifierade med CalTOX modellering. Antaganden av tillgänglighet: 3 % för hudkontakt, 50 % för intag av jord, samt 100 % för övriga exponeringsvägar. Utöver att fettfraktionen bidrar till att ackumulera dioxiner i mjölk, kött, ägg och andra animaliska livsmedel bidrar den också till att öka tillgängligheten av dioxinerna i magtarmkanalen. Intag av föroreningar via en fettfraktion, t.ex. genom att äta animalisk föda, resulterar i ett större upptag av föroreningarna jämfört med om intaget sker via intag av förorenade partiklar (t.ex. damm eller jord). Intag av jord kan ge ett väsentligt bidrag om markkoncentrationerna är höga. Då jord är den bärande matrisen bör dock hänsyn tas till den lägre tillgängligheten för upptag jämfört med andra matriser (t.ex. livsmedel). Vid bakgrundskoncentrationer i miljön ger intag av jord inget väsentligt bidrag till exponeringen. Exponeringsrisker vid intag av bär och grönsaker från ett förorenat område beror på damm och jord som fastnar på ytorna. Rotupptag och upptag av gasfas från luften är av mindre betydelse. Risker genom intag av bär och grönsaker kan därmed minskas genom att skölja produkterna. Vissa rotfrukter, som morötter, kan ta upp dioxiner i relativt hög utsträckning medan andra rotfrukter, som potatis, tar upp betydligt mindre. Eftersom dioxinerna framförallt anrikas i skalen kan exponeringsriskerna minskas betydligt om produkterna skalas.  Hudkontakt kan ge ett väsentligt bidrag till exponeringen om markkoncentrationen är hög. Hur ofta och hur länge man exponeras via hudkontakt samt den hudyta som utsätts för exponeringen är dock avgörande för denna exponeringsvägs betydelse. Hänsyn måste också tas till den markant lägre tillgängligheten för absorbering genom huden då jord är den bärande matrisen. I de generaliserade scenarier som använts befanns inhalering utomhus och intag vatten ej utgöra väsentliga exponeringsvägar. Inhalering torde dock kunna utgöra en exponeringsrisk i byggnader som innehåller förorenat damm och partiklar, t.ex. vid renoveringsarbete i kontaminerade lokaler. 10HÅLLBAR SANERING Rapport 5929 - Hälsoriskbedömning av exponering relaterad till dioxinförorenad mark Erfarenheterna från detta projekt visar att bidraget från en exponeringsväg kan variera kraftigt från situation till situation och att bidraget är starkt beroende av de olika antaganden som görs när exponeringen modelleras. För att få en bra uppfattning om vilka risker som är styrande bör dessa givetvis motsvara den verkliga situationen så långt det är möjligt. Fördelen med att modellera exponeringsriskerna i CalTOX är att varje given situation kan bedömas utifrån en helhet och man kan tydliggöra vilka spridnings- och upptagsvägar som kan bidra till en väsentlig påverkan på omgivningen. För varje exponeringsväg är det möjligt att se vilket medium (t.ex. luft, jord, grundvatten, etc.) som bidrar mest till exponeringsdosen. Detta innebär att en situation där risker för förhöjd exponering föreligger kan detaljstuderas. Eftersom bakgrundshalter kan inkluderas i form av t.ex. luftemissioner och markkoncentrationer, kan bidraget från bakgrundsexponeringen inkluderas i varje scenario, vilket underlättar bedömningen av hälsoriskerna. Sammanvägd risk för dioxinexponering vid en given markkoncentration beror på kongensammansättningen eftersom biotillgänglighet, persistens och toxicitet varierar från kongen till kongen. Därför rekommenderas en kongenspecifik bedömning ända från markförekomst fram till humanexponering. I den modell som används på rekommendation av Naturvårdsverket (den s.k. svenska modellen) görs enbart en bedömning av det totala TEQ-värdet, vilket innebär att de kongenspecifika riskerna förbises.