Abstract: The available scenarios of pollutant trends in Europe indicate that the effect of industrial, domestic and transport emissions on corrosion and soiling will continue to constitute a serious threat to Cultural Heritage. Such effects require improved methods for a more accurate diagnosis, monitoring and assessment of the damage. Within this framework, the monitoring methodology applied within the European project TeACH (Technologies and tools to prioritize assessment and diagnosis of air pollution impact on immovable and movable cultural heritage) (2008-2012) allows to assess the impact of the main pollutants on historic buildings. As a part of this approach, a new kit able to monitor the environmental parameters critical for the conservation of architectural surfaces and to evaluate the related damage in terms of surface color change was developed. The monitoring methodology described in the present paper has valuable application potential in the definition of preventive conservation strategies for a wide range of heritage assets.

Abstract: The daily and seasonal atmospheric concentrations, deposition fluxes and emission sources of a few C3C9 gaseous alkyl nitrates (ANs) at the Belgian coast (De Haan) on the Southern North Sea were determined. An adapted sampler design for low- and high-volume air-sampling, optimized sample extraction and clean-up, as well as identification and quantification of ANs in air samples by means of gas chromatography mass spectrometry, are reported. The total concentrations of ANs ranged from 0.03 to 85 pptv and consisted primarily of the nitro-butane and nitro-pentane isomers. Air mass backward trajectories were calculated by the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model to determine the influence of main air masses on AN levels in the air. The shorter chain ANs have been the most abundant in the Atlantic/Channel/UK air masses, while longer chain ANs prevailed in continental air. The overall mean N fluxes of the ANs were slightly higher for summer than those for winter-spring, although their contributions to the total nitrogen flux were low. High correlations between AN and HNO2 levels were observed during winter/spring. During summer, the shorter chain ANs correlated well with precipitation. Source apportionment by means of principal component analysis indicated that most of the gas phase ANs could be attributed to traffic/combustion, secondary photochemical formation and biomass burning, although marine sources may also have been present and a contributing factor.

Abstract: The zirconium/hafnium ratios of zircons are determined using proton induced X-ray emission. Submilligram samples, imbedded in a starch layer and deposited on a 50 μg/cm2 polystyrene carrier, are irradiated for 1020 min with a 5 nA beam of 3.7 MeV protons, while the Hf-Lβ and Zr-Kα X-rays are counted with a Si(Li) detector. The standard deviation per analysis is in the 36 % range. Only few interferences are possible. To eliminate errors due to absorption effects the zircon layer thickness should be above 40 μm or reproducibly thin samples should be employed. Measuring the Hf-Lβ/Hf-Lα ratio for samples and standards might provide a practical check for the absence of absorption errors. The sensitivity is so favourable that, in practice, the minimal sample size is only limited by the minimal amount that can be handled properly.

Abstract: Through a combined use of light- and electron microscopy with microanalytical techniques, the aluminium distribution in gills of aluminium-exposed catfish was investigated. This study demonstrates that also with the ''acid-resistant'' catfish, exposed during seven days to acidified water (pH=4.3) with an elevated aluminium concentration (1 mg Al/l), aluminium can be found at, and even in, the gills.

Abstract: In iets meer dan 30 jaar moeten we tot 50% meer eiwit produceren, terwijl onze conventionele lineaire voedselproductieketen reeds de grenzen van duurzaamheid overschrijdt. Microbieel eiwit (MP), de eiwitrijke biomassa van micro-organismen, werd onderzocht als nieuw voeder en voedselingrediënt in een circulaire eiwitproductieketen. MP-productie kan gebaseerd zijn op primaire grondstoffen om zo de inefficiënte stappen in de huidige eiwitproductie over te slaan, of de productie kan gebaseerd zijn op secundaire grondstoffen afkomstig van de verliezen in de conventionele productieketen (bijvoorbeeld afvalwater). Zowel indirecte als directe strategiën voor nutriëntenherwinning kunnen geïdentificeerd worden. Indirecte nutriëntenherwinning werd onderzocht door struviet toe te passen als fosfor- en stikstofbron voor MP-productie. Struviet, een herwinningsproduct in de afvalwaterzuivering, bleek een hoge zuiverheidsgraad te hebben waardoor het een uitstekende selectieve barrière vormt tussen afvalstroom en MP productie. Oplossingssnelheden en MP groei-experimenten toonden aan dat struviet gemakkelijk gedoseerd kan worden in functie van de microbiële nutriëntenbehoeftes, waarnaast problemen vermeden worden gerelateerd aan de turbiditeit van nevenstromen, wat de productie van fototrofe MP mogelijk maakt. Daarnaast werd ook directe nutriëntenherwinning onderzocht. Hierbij werden de voedingswaarde en veiligheid geanalyseerd van biomassa bestaande uit aerobe heterotrofe bacteriën (AHB) afkomstig van effluentzuivering van 25 bedrijven in de voedings- en drankensector. Verder werd ook de temporele variabiliteit in kaart gebracht. Er werd een veelbelovend eiwitgehalte geobserveerd waarvan de variabiliteit aanzienlijke was. Verder werd aangetoond dat het eiwitgehalte positief gecorreleerd was met stikstofbelasting en negatief met slibverblijftijd, wat een indicatie is dat de implementatie van een geoptimaliseerd productieproces, de biomassakwaliteit gevoelig kan verhogen. Bovendien was de veiligheid als veevoeder gegarandeerd op vlak van de meeste contaminanten. In het daarop volgende hoofdstuk werd de variabiliteit in voedingswaarde en veiligheid bestudeerd van commerciële fototrofe MP (de microalgen Chlorella en Spirulina), gekweekt op primaire grondstoffen. De waargenomen variabiliteit in voedingswaarde vereist verdere optimalisatie van het productieproces. Er werd ook waargenomen dat een hoog eiwitgehalte geen hoge totale voedingswaarde impliceert, omdat de verteerbaarheid en de eiwitkwaliteit nog steeds ongunstig kunnen zijn. Op basis van gemeten contaminanten geeft een veilige consumptiedosis aan dat microalgen perfect kunnen worden geconsumeerd als volwaardige eiwitbron in plaats van als supplement, hun huidige hoofdtoepassing. In een laatste experimenteel hoofdstuk werd onderzocht hoe de variabiliteit in biomassakwaliteit van microalgen kan worden gereduceerd en hoe een stabiele, hoogwaardige biomassaproductie kan worden bekomen. De invloed van oogsttijd, operationele modus en fotoperiode werd bepaald op de productiviteit van biomassa, eiwit en essentiële aminozuren en er werden optimale productieparameters geïdentificeerd. Samengevat is MP-productie op basis van indirecte en directe nutriëntenherwinning veelbelovend. Verdere technologische ontwikkelingen en het verhogen van bewustwording en sociale acceptatie, moeten een verdere introductie van MP in de voeder- en voedingsmarkt faciliteren. Hier kan MP een belangrijke oplossing vertegenwoordigen om de exponentieel groeiende wereldbevolking op een duurzame manier te voeden.

Abstract: We used SEM/EDX and micro-Raman spectroscopy to investigate the chemical changes (both on the level of elementary and molecular composition) of mice bones when strontium is incorporated in their microstructure after being administered in the form of two salts: chloride and ranelate. Strontium accumulated mainly in vicinity of bone edges, both cortical and close to bone marrow. The distribution of other elements comprising bone samples (Ca, P, Mg, K etc.) was also determined by energy-dispersive X-ray analysis (EDX). The area adjacent to a cortical bone edge with accumulated strontium has presented modified Raman spectral profiles. Besides most of the Raman bands typical for both mineral (hydroxyapatite with carbonate substitution type B) and organic phases of a bone, we observed a Raman band at 811 cm− 1. It was detected regularly in the sample with high strontium concentration.

Abstract: In the present study depth profiles of light, oxygen, pH and photosynthetic performance in an artificial biofilm of the green alga Halochlorella rubescens in a porous substrate photobioreactor (PSBR) were recorded with microsensors. Biofilms were exposed to different light intensities (50-1,000mol photons m(-2) s(-1)) and CO2 levels (0.04-5% v/v in air). The distribution of photosynthetically active radiation showed almost identical trends for different surface irradiances, namely: a relatively fast drop to a depth of about 250 mu m, (to 5% of the incident), followed by a slower decrease. Light penetrated into the biofilm deeper than the Lambert-Beer Law predicted, which may be attributed to forward scattering of light, thus improving the overall light availability. Oxygen concentration profiles showed maxima at a depth between 50 and 150m, depending on the incident light intensity. A very fast gas exchange was observed at the biofilm surface. The highest oxygen concentration of 3.2mM was measured with 1,000mol photons m(-2) s(-1) and 5% supplementary CO2. Photosynthetic productivity increased with light intensity and/or CO2 concentration and was always highest at the biofilm surface; the stimulating effect of elevated CO2 concentration in the gas phase on photosynthesis was enhanced by higher light intensities. The dissolved inorganic carbon concentration profiles suggest that the availability of the dissolved free CO2 has the strongest impact on photosynthetic productivity. The results suggest that dark respiration could explain previously observed decrease in growth rate over cultivation time in this type of PSBR. Our results represent a basis for understanding the complex dynamics of environmental variables and metabolic processes in artificial phototrophic biofilms exposed to a gas phase and can be used to improve the design and operational parameters of PSBRs. Biotechnol. Bioeng. 2016;113: 1046-1055. (c) 2015 Wiley Periodicals, Inc.

Abstract: We present here data of mineral dust variability retrieved from an ice core of the central West Antarctic, spanning the last five decades. Main evidence provided by the geochemical analysis is that northerly air mass incursions to the coring site, tracked by insoluble dust microparticles, have declined over the past 50 yr. This result contrasts with dust records from ice cores reported to the coastal West Antarctic that show increases since mid-20th century. We attribute this difference to regional climatic changes due to the ozone depletion and its implications to westerly winds. We found that the diameters of insoluble microparticles in the central West Antarctica ice core are significantly correlated with cyclone depth (energy) and wind intensity around Antarctica.