Generation and representation of air quality indexes: a case study applied to Manizales

Se implementaron indicadores de calidad del aire para el dominio de Manizales y se estructuró una bodega de datos que permite a la población visualizar y obtener esta información gratuitamente. Dos tipos de indicadores fueron calculados: índices de calidad del aire (ICA) y porcentaje excedencia de los límites normados (PELN). Se analizaron e interpretaron estos indicadores para los contaminantes Dióxido de azufre (SO2), Ozono (O3) y Material particulado (PM10 y PM2.5), utilizando el software R y la librería Openair. La bodega de datos puede ser visualizada desde la plataforma virtual llamada Centro de Datos e Indicadores Ambientales de Caldas (CDIAC), el cual cumple con la función de almacenar, procesar y poner a disposición del público la información obtenida desde las estaciones de monitoreo del Sistema de Vigilancia de Calidad del Aire de Manizales. Los resultados mostraron bajas concentraciones de los contaminantes analizados con valores de ICA normalmente entre 10 y 60 para material particulado, y entre 0 y 27 para los gases. En general los ICA se ubicaron en la categoría Buena y en pocas ocasiones en la categoría Moderada. El PELN de los contaminantes no ha sobrepasado el 1%.Air quality indexes for Manizales domain were  implemented  and  a  data  warehouse  was  structured, allowing to people to display and obtain indexes information for free. Two kinds of indexes were calculated: Air Quality Indexes (AQI) and Percentage of exceedance of normed Limits (PELN). Indexes for Sulfur dioxide (SO2), Ozone (O3) and Particulate matter (PM10 and PM2.5) were calculated and analyzed using R software and Openair library.  Access to the  data warehouse  is  possible  from  the  virtual  platform  called  Centro  de  Datos  e  Indicadores Ambientales de Caldas (CDIAC) in charge of storing, processing and providing to people the information from the system of air quality monitoring stations. Results exhibit low concentrations of analyzed pollutants, with AQI ranging  from  10  to  60  for  particulate  matter  and,  from 0 to 27 for gases. Generally AQI remained at Good category and occasionally at Moderate category.  The PELN of pollutants did not exceed 1%

Sistema Integrado de Monitoreo Ambiental de Caldas – SIMAC Sistema de Vigilancia de Calidad del Aire en Manizales

La dinámica actual de la población tiene mayor necesidad de consumo debido a su acelerado crecimiento. Esta dinámica trae consigo una mayor producción industrial, altos índices de motorización y por ende mayores niveles de emisión de contaminantes, entre los cuales se destacan el monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azufre (SO2), ozono troposférico (O3) y material particulado (PM). Lo anterior genera impactos negativos en la calidad del aire de los centros urbanos y en los ecosistemas circundantes. En la dinámica del Sistema de Vigilancia de la Calidad del Aire (SVCA) intervienen diferentes elementos que requieren una clasificación para lograr un mayor entendimiento del mismo. En este sentido, las emisiones son ocasionadas principalmente por fuentes antropogénicas como el parque automotor y la producción industrial, o por fuentes naturales, como en el caso de la ciudad de Manizales, las emisiones generadas por el volcán Nevado del Ruiz. Estas emisiones van a la atmósfera donde se ven afectadas por las condiciones climáticas que favorecen o no las reacciones químicas, deposición, dispersión y transporte de los contaminantes. El objetivo de las estaciones de monitoreo instaladas en la ciudad es cuantificar los diferentes contaminantes presentes en el aire ambiente. Posteriormente, estos datos son procesados y publicados periódicamente, generando información de gran utilidad para la toma de decisiones que permitan alcanzar un desarrollo sostenible para la ciudad y una adecuada gestión de la calidad del air

A novel Alzheimer disease locus located near the gene encoding tau protein

This is the author accepted manuscript. The final version is available from the publisher via the DOI in this recordAPOE ε4, the most significant genetic risk factor for Alzheimer disease (AD), may mask effects of other loci. We re-analyzed genome-wide association study (GWAS) data from the International Genomics of Alzheimer's Project (IGAP) Consortium in APOE ε4+ (10 352 cases and 9207 controls) and APOE ε4- (7184 cases and 26 968 controls) subgroups as well as in the total sample testing for interaction between a single-nucleotide polymorphism (SNP) and APOE ε4 status. Suggestive associations (P<1 × 10-4) in stage 1 were evaluated in an independent sample (stage 2) containing 4203 subjects (APOE ε4+: 1250 cases and 536 controls; APOE ε4-: 718 cases and 1699 controls). Among APOE ε4- subjects, novel genome-wide significant (GWS) association was observed with 17 SNPs (all between KANSL1 and LRRC37A on chromosome 17 near MAPT) in a meta-analysis of the stage 1 and stage 2 data sets (best SNP, rs2732703, P=5·8 × 10-9). Conditional analysis revealed that rs2732703 accounted for association signals in the entire 100-kilobase region that includes MAPT. Except for previously identified AD loci showing stronger association in APOE ε4+ subjects (CR1 and CLU) or APOE ε4- subjects (MS4A6A/MS4A4A/MS4A6E), no other SNPs were significantly associated with AD in a specific APOE genotype subgroup. In addition, the finding in the stage 1 sample that AD risk is significantly influenced by the interaction of APOE with rs1595014 in TMEM106B (P=1·6 × 10-7) is noteworthy, because TMEM106B variants have previously been associated with risk of frontotemporal dementia. Expression quantitative trait locus analysis revealed that rs113986870, one of the GWS SNPs near rs2732703, is significantly associated with four KANSL1 probes that target transcription of the first translated exon and an untranslated exon in hippocampus (P≤1.3 × 10-8), frontal cortex (P≤1.3 × 10-9) and temporal cortex (P≤1.2 × 10-11). Rs113986870 is also strongly associated with a MAPT probe that targets transcription of alternatively spliced exon 3 in frontal cortex (P=9.2 × 10-6) and temporal cortex (P=2.6 × 10-6). Our APOE-stratified GWAS is the first to show GWS association for AD with SNPs in the chromosome 17q21.31 region. Replication of this finding in independent samples is needed to verify that SNPs in this region have significantly stronger effects on AD risk in persons lacking APOE ε4 compared with persons carrying this allele, and if this is found to hold, further examination of this region and studies aimed at deciphering the mechanism(s) are warranted

Estimation of a biogenic volatile organic compounds emissions inventory generated for the Caldas department

Biogenic Volatile Organic Compounds –BVOCs respond strongly to small increases of temperature, which can lead to high emission levels (Lindwall et al., 2016). Temperature in the troposphere has a high correlation with altitude (IDEAM, 2014a), in Caldas, the place where this work was developed, correlation factors (R2) were found between temperature and altitude up to 0.98. Considering that in Caldas the altitude changes drastically in short distances with a range between 140 and 5235 m.s.l, in this work, a model was developed to estimate biogenic emissions of volatile organic compounds considering altitudinal gradient using the Matlab software and a Geographic Information system –GIS, in this case ArcMap. The model stands out for working with high resolutions (like showed in this work 90x90m) without requiring much computational capacity. Also, it processes the temperature with altitude and lets the results be shown in a GIS allowing the analysis of the information spatially. Additionally, it uses precise and open to the public local information as meteorological variables. For the first time, a biogenic VOCs emissions inventory was estimated for this region with 2013 as the base year using emission factors –EF reported in the literature. Temporary (hourly), spatial and per soil coverage results were given. The use and coverage soil map for Caldas was given on a scale 1:100.000 built by Instituto Agustín Codazzi –IGAC for the year 2010 (The most current until the date of the study), showing insignificant changes for the base year 2013. The main soil coverage categories found by the Caldas department were: crops (35%), grass (34%), and forests (29%). These categories were homologated with EF information available in the literature. Preliminary analysis of meteorological variables proved that the year 2013 is a year without influence of the Niño or Niña; this means it’s considered a normal year. Statistical analysis for temperature and solar radiation data evidenced continuity and good quantity of data for this year. A Digital Elevation Model from satellite ASTER available in NASA’s page https://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp was used to determinate altitudinal effects. Total emissions of isoprene, monoterpenes and other VBOCs were estimated and later a speciation of monoterpenes were made. Two typical hydrological seasons of that region were evaluated, one (1) day of wet season (November 29th 2013) and one (1) day of dry season (January 06th 2013) with calculations of 24 hours for each day. Estimations allowed 21200 BVOC tons in the year 2013 to be quantified with the emissions of the dry day being 35% higher than the wet day. The greatest emissions in the department were attributed by the forests (70%), and the maximum was usually between 13:00 and 16:00 hours where the solar radiation was highest. The speciation estimated that alfa pinene emits 2/5 of the total monoterpenes. A complementary analysis to the BVOC emissions was made for this work with ozone data, considering the relation between ozone formation and VOC emissions. Passive and active monitoring data for 2014 and 2015 years was available for the region (Cuesta-Mosquera et al., 2017). It was observed that ozone has a growing increase from urban to rural zones, passing from 14.65 to 90.14 µg m-3 in 20 km, representing concentrations that exceed the averages in other regions of Colombia. One of the major precursors of accumulation of ozone in the troposphere are the VOCs that are emitted mainly by vegetation. To find the relation between biogenic sources and ozone concentrations, it is necessary to estimate BVOC fluxes in Manizales and its surroundings and to continue with ozone monitoring and other pollutants like NOx. Consequently, this research is an initial approximation for understanding the dynamic of the emissions of VOCs in the region and its impacts on other pollutants.Las emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles Biogénicos -COVB responden fuertemente a pequeños incrementos de temperatura, lo que puede conducir a niveles de emisión más altos de lo esperado (Lindwall et al., 2016). En la tropósfera, la temperatura tiene una alta correlación con la altitud (IDEAM, 2014a), y en Caldas donde se desarrolló este trabajo, se encontraron factores de correlación (R2) entre éstas dos (2) variables de hasta 0.98. Considerando que en Caldas la altitud varía entre 140 y 5235 msnm en cortas distancias, en este trabajo se desarrolló un modelo para estimar las emisiones biogénicas de compuestos orgánicos volátiles teniendo en cuenta el gradiente altitudinal usando el software Matlab y un Sistema de Información Geográfica SIG, en este caso el software ArcMap. El modelo se destaca por trabajar con resoluciones muy altas (como la mostrada en este trabajo de 90x90m), sin necesitar mucha capacidad computacional. También sobresale por procesar la temperatura en función de la altitud y por permitir analizar la información espacialmente. Adicionalmente, utiliza información local precisa y abierta al público como son las variables temperatura y radiación solar. En este trabajo, se estimó por primera vez un inventario de emisiones de COV de origen biogénico para el departamento de Caldas, considerando como año base el 2013 y usando factores de emisión -FE reportados en la literatura. Se obtuvieron resultados temporales (horarios), espaciales y por cobertura de suelo. El mapa de uso y cobertura del suelo para Caldas se obtuvo en una escala 1:100.000 construido por el Instituto Agustín Codazzi –IGAC para el año 2010 (el más actualizado a la fecha de este estudio); no se encontraron cambios significativos para el año base 2013. Las categorías principales para uso y cobertura del suelo encontradas para el departamento de Caldas fueron: cultivos (35%), pastos (34%) y bosques (29%). Estas categorías fueron homologadas con la información de FE disponibles en la literatura. El análisis preliminar de variables meteorológicas demostró que el año 2013 fue un año que no tuvo influencia de fenómenos como La Niña o El Niño, es decir, es considerado un año normal. El análisis estadístico de los datos de temperatura y radiación solar mostró continuidad y buena cobertura de datos para este año. Para determinar los efectos altitudinales en temperatura y radiación solar se utilizó un modelo de elevación digital disponible del satélite ASTER de la NASA https://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp. Se estimaron emisiones totales de isopreno, monoterpenos y otros COVB, posteriormente se realizó una especiación para monoterpenos. Se evaluaron dos temporadas hidrológicas típicas de esta región, para esto se tomó un día de la temporada húmeda (29 de noviembre del 2013) y un día de la temporada seca (06 de enero del 2013), con cálculos de 24 horas para cada día. Las estimaciones permitieron cuantificar 21200 toneladas de COVB emitidas en el año 2013, siendo mayores hasta en un 35% las emisiones en días de temporada seca que en días húmedos. De las emisiones biogénicas en el departamento, las mayores son dadas por los bosques (70%) y aumentan entre las 13:00 y 16:00 horas donde la radiación solar es mayor. La especiación estimó que el alfa-pineno es el responsable de las 2/5 partes de los monoterpenos totales. Un análisis complementario a las emisiones de COVB se realizó en este trabajo con datos de ozono, considerando la relación que existe entre la formación de ozono y las emisiones de COV. Datos de monitoreo pasivo y activo para el año 2014 a 2015 estaban disponibles para la región (Cuesta-Mosquera et al., 2017). Se observó que el ozono tiene un creciente aumento de la zona urbana a la rural pasando de 14.65 a 90.14 µg m-3 en una distancia de 20 km, representando concentraciones que sobrepasan los promedios de otras regiones de Colombia. Unos de los principales precursores de la acumulación de ozono en la troposfera son los Compuestos Orgánicos Volátiles –COV, que son emitidos mayoritariamente por la vegetación. Para encontrar cual es la relación entre las fuentes biogénicas y las concentraciones de ozono, es necesario estimar los flujos de COV en Manizales y sus alrededores, además continuar con el monitoreo de ozono y otros contaminantes como los NOx. Por lo tanto, este trabajo es una primera aproximación para entender la dinámica de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en la región y su efecto sobre otros contaminantes.Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de: Magister en Ingeniería Ingeniería Química. -- Línea de Investigación: Ingeniería Ambiental.Maestrí

Generación y representación de Indicadores de calidad de aire: caso de estudio aplicado a Manizales

Se implementaron indicadores de calidad del aire para el dominio de Manizales y se estructuró una bodega de datos que permite a la población visualizar y obtener esta información gratuitamente. Dos tipos de indicadores fueron calculados: índices de calidad del aire (ICA) y porcentaje excedencia de los límites normados (PELN). Se analizaron e interpretaron estos indicadores para los contaminantes Dióxido de azufre (SO2), Ozono (O3) y Material particulado (PM10 y PM2.5), utilizando el software R y la librería Openair. La bodega de datos puede ser visualizada desde la plataforma virtual llamada Centro de Datos e Indicadores Ambientales de Caldas (CDIAC), el cual cumple con la función de almacenar, procesar y poner a disposición del público la información obtenida desde las estaciones de monitoreo del Sistema de Vigilancia de Calidad del Aire de Manizales. Los resultados mostraron bajas concentraciones de los contaminantes analizados con valores de ICA normalmente entre 10 y 60 para material particulado, y entre 0 y 27 para los gases. En general los ICA se ubicaron en la categoría Buena y en pocas ocasiones en la categoría Moderada. El PELN de los contaminantes no ha sobrepasado el 1%

BIOGENIC VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS IN COLOMBIA: FIRST SPECIALIZED MODEL AND DETERMINING EMISSION FACTORS

A model to estimate Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOC) emissions over mountainous regions was developed.  The model permits better analysis of BVOC over Colombia and Andean regions with strong altitudinal changes in short distances, reason why the model was called BIGA. The model can be used in small regions with high resolutions improving the results accuracy. As a complement, measurements of BVOC were carried out to get Emission Factors (EF) and optimize the model representation over Colombia. It has been reported that tropical regions generate approximately 80% of the global terpenoid emissions (Guenther et al., 2012). However specific EFs for this region have been scarce and the inventory estimations are based in EF determined in other zones. Ten representative species for tropical Andes regions were selected and the EF were determined for trees, crops, scrubs and grass in different thermal floors. The samples were collected following the enclosure method and analyzed by GC/MS-TOF. The measurements and the model were carried out in Caldas,  high montane tropical region with different thermal floors and different altitudinal gradients (500 to 5200 m.a.s.l), this region is characterized by distinct climactic zones with different ecotypes, that ranged from dry forest valleys to tropical Andean forests, cloud forest, and paramo. Fourteen types of BVOC were observed such as isoprene, eight monoterpenes and five sesquiterpenes. The highest BVOC fluxes at 30°C y 1000 PAR are emitted by trees mainly by Cecropia peltata and Juglans neotropica with 350610 and 116332 µg m-2.h-1. The species analyzed show that 4% of total BVOC are isoprene, 2% sesquiterpenes and 94% monoterpenes of which the most abundant compound is alpha pinene with 68% of the total emissions. Preliminary results obtained with the model BIGA revealed critical points of BVOCs in lower elevation zones. The highest emission occurred on the dry period, with differences between dry and wet days around 49% for isoprene and 20% for monoterpene species. The highest fluxes occurred at approximately 15:00 h (LST), with mean fluxes of 3.61 and 1.39 ton m -2 h -1 for isoprene and monoterpenes respectively

Publisher Correction: Unveiling the strong interaction among hadrons at the LHC

Correction to: Nature https://doi.org/10.1038/s41586-020-3001-6Published online 09 December 2020 In Fig. 1c of this Article, owing to an error during the production process, the equation incorrectly began ‘C(k*, r*) = …’ instead of ‘C(k*) = …’. In addition, in affiliation 71 ‘Dipartimento di Fisica dell’Università degli studi di Bari Aldo Moro’ has been corrected to read ‘Dipartimento di Fisica dell’Università degli studi di Cagliari’. The original Article has been corrected online

Multiplicity dependence of π, K, and p production in pp collisions at √s = 13 TeV

This paper presents the measurements of π±, K±, p and p¯ transverse momentum (pT) spectra as a function of charged-particle multiplicity density in proton-proton (pp) collisions at s√ = 13 TeV with the ALICE detector at the LHC. Such study allows us to isolate the center-of-mass energy dependence of light-flavour particle production. The measurements reported here cover a pT range from 0.1 GeV/c to 20 GeV/c and are done in the rapidity interval |y|<0.5. The pT-differential particle ratios exhibit an evolution with multiplicity, similar to that observed in pp collisions at s√ = 7 TeV, which is qualitatively described by some of the hydrodynamical and pQCD-inspired models discussed in this paper. Furthermore, the pT-integrated hadron-to-pion yield ratios measured in pp collisions at two different center-of-mass energies are consistent when compared at similar multiplicities. This also extends to strange and multi-strange hadrons, suggesting that, at LHC energies, particle hadrochemistry scales with particle multiplicity the same way under different collision energies and colliding systems

Measurement of isolated photon–hadron correlations in √sNN = 5.02 TeV pp and p–Pb collisions

This paper presents isolated photon-hadron correlations using pp and p-Pb data collected by the ALICE detector at the LHC. For photons with |η| < 0.67 and 12 < pT < 40 GeV/c, the associated yield of charged particles in the range |η| < 0.80 and 0.5 < pT < 10 GeV/c is presented. These momenta are much lower than previous measurements at the LHC. No significant difference between pp and p-Pb is observed, with PYTHIA 8.2 describing both data sets within uncertainties. This measurement constrains nuclear effects on the parton fragmentation in p-Pb collisions, and provides a benchmark for future studies of Pb-Pb collisions