A dissertação versa sobre a lateritização do depósito Madeira que ocorre associado à fácies albita granito do granito Madeira (tipo A, ~ 1,82 Ga). O depósito Madeira situa-se na floresta amazônica, onde intemperismo químico é intenso e lateritização é um importante processo de formação de depósitos minerais. Este depósito representa um caso particular, onde a rocha-mãe é um depósito mineral; assim, mineralização primária e mineralização laterítica ocorrem no mesmo perfil. A rocha-mãe tem uma associação mineral incomum, que inclui quartzo, albita, k-feldspato, zircão, criolita (Na3AlF6), fluorita, polilitionite, riebeckita rica em Zn, F-anita rica em Zn, torita, cassiterita, pirocloro, columbita, xenotima, gagarinita- (Y), fluocerita-(Ce) e genthelvite. Uma característica importante da rocha é a sua riqueza em flúor (2 a 6% em peso), principalmente sob a forma de criolita ou fluroita na matriz. Inicialmente foram investigadas as alterações micromorfológicas destes minerais ao longo de perfis de intemperismo. Em seguida, os realizados estudos geoquímicos em perfis selecionados. Os dados químicos foram convertidos em proporções volumétricas para quantificar as variações nos teores de elementos em amostras com diferentes graus de lateritização, e foram realizados cálculos de balanço de massa tendo o Al como elemento de referência. Desta forma, foram obtidas muitas informações sobre os processos que atuaram na formação do perfil laterítico a partir do depósito Madeira. A rocha-mãe representava claramente um sistema aluminoso com quantidades mais baixas de Fe. A perda total de álcalis e perda parcial de SiO2 originou argilas cauliníticas. A razão molar de SiO2/Al2O3~2 foi adequada para a geração de minerais de argila aluminosos com estrutura 1:1, tais como a caulinita. Com a maior perda de SiO2 na parte superior do perfil ocorreu a formação de gibsita. Hematita é principal mineral de ferro formado porque o meio foi alcalino com alta razão OH/Fe (>2). A lixiviação de elementos alcalinos conduziu ao enriquecimento relativo de alguns elementos economicamente importantes, tais como Sn, Nb e ETR. No entanto, a distribuição de alguns metais, tais como o Pb, Zn e ETR, difere do padrão normalmente esperado no intemperismo, o que pode ser explicado por algumas características especiais da paragênese e pela alta atividade de F nas soluções, que influenciou os processos intempéricos de duas maneiras diferentes: intensa corrosão até mesmo de minerais muito resistentes e formação de complexos estáveis, especialmente com cátions duros, tais como os ETR. / The paper deals on the laterization of the Madeira deposit associated with the albite-enriched granite facies of the A-type Madeira granite (~1.82 Ga). The Madeira deposit is located in the Amazon rain forest, where chemical weathering is intensive and lateritization is a major process of ore deposit formation. This deposit represents a particular case, where the parent rock is an ore deposit; thus primary mineralization and lateritic mineralization occur in the same profile. The parent rock has an unusual mineral association, which includes quartz, albite, k-feldspar, zircon, cryolite (Na3AlF6), fluorite, polylithionite, Zn-rich riebeckite, Zn-F-rich annite, thorite, cassiterite, pyrochlore, columbite, xenotime, gagarinite-(Y), fluocerite-(Ce), and genthelvite. An important feature of the rock is the F richness (2 to 6% wt) mainly in the form of cryolite or fluorspar in the matrix. We first investigated the micromorphological changes of these minerals throughout the soil profile and then focused the geochemical studies in selected profiles. The chemical data were converted into volumetric proportions to quantify the variations in element contents in samples with different degrees of lateritization, and we performed mass balance calculations with Al as the reference element. In this way, we obtain many new constraints on the processes that formed the weathering profile from the Madeira deposit. The parental rock was a clearly aluminous system with lower amounts of Fe. The total loss of alkalis and partial loss of SiO2 created kaolinitic clay minerals. The SiO2/Al2O3 molar ratio ≈2 was suitable for generating aluminous clay minerals with 1:1 structures, such as kaolinite. Greater losses of SiO2 occurred and gibbsite formed at the top of the weathering profiles. Hematite formed as the main ferric mineral because the medium was alkaline with a high OH-/Fe ratio (> 2). The leaching of alkaline elements led to relative enrichment in some economically important elements, such as Sn, Nb, and REEs, in the lateritic profiles. However, the distribution of some of the metals, such as Pb, Zn, and REEs, in the weathering profile is very unusual and may be explained by some special characteristics of the paragenesis and the high activity of F in the solutions, which greatly influenced the weathering processes in two different ways. This halogen was responsible for the intense corrosion of even very resistent minerals and formed stable complexes, especially with hard cations such as REEs.

abstract: This dissertation focused on the development and application of state-of-the-art monitoring tools and analysis methods for tracking the fate of trace level contaminants in the natural and built water environments, using fipronil as a model; fipronil and its primary degradates (known collectively as fiproles) are among a group of trace level emerging environmental contaminants that are extremely potent arthropodic neurotoxins. The work further aimed to fill in data gaps regarding the presence and fate of fipronil in engineered water systems, specifically in a wastewater treatment plant (WWTP), and in an engineered wetland. A review of manual and automated “active” water sampling technologies motivated the development of two new automated samplers capable of in situ biphasic extraction of water samples across the bulk water/sediment interface of surface water systems. Combined with an optimized method for the quantification of fiproles, the newly developed In Situ Sampler for Biphasic water monitoring (IS2B) was deployed along with conventional automated water samplers, to study the fate and occurrence of fiproles in engineered water environments; continuous sampling over two days and subsequent analysis yielded average total fiprole concentrations in wetland surface water (9.9 ± 4.6 to 18.1 ± 4.6 ng/L) and wetland sediment pore water (9.1 ± 3.0 to 12.6 ± 2.1 ng/L). A mass balance of the WWTP located immediately upstream demonstrated unattenuated breakthrough of total fiproles through the WWTP with 25 ± 3 % of fipronil conversion to degradates, and only limited removal of total fiproles in the wetland (47 ± 13%). Extrapolation of local emissions (5–7 g/d) suggests nationwide annual fiprole loadings from WWTPs to U.S. surface waters on the order of about one half to three quarters of a metric tonne. The qualitative and quantitative data collected in this work have regulatory implications, and the sampling tools and analysis strategies described in this thesis have broad applicability in the assessment of risks posed by trace level environmental contaminants. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Civil and Environmental Engineering 2015

A dissertação versa sobre a lateritização do depósito Madeira que ocorre associado à fácies albita granito do granito Madeira (tipo A, ~ 1,82 Ga). O depósito Madeira situa-se na floresta amazônica, onde intemperismo químico é intenso e lateritização é um importante processo de formação de depósitos minerais. Este depósito representa um caso particular, onde a rocha-mãe é um depósito mineral; assim, mineralização primária e mineralização laterítica ocorrem no mesmo perfil. A rocha-mãe tem uma associação mineral incomum, que inclui quartzo, albita, k-feldspato, zircão, criolita (Na3AlF6), fluorita, polilitionite, riebeckita rica em Zn, F-anita rica em Zn, torita, cassiterita, pirocloro, columbita, xenotima, gagarinita- (Y), fluocerita-(Ce) e genthelvite. Uma característica importante da rocha é a sua riqueza em flúor (2 a 6% em peso), principalmente sob a forma de criolita ou fluroita na matriz. Inicialmente foram investigadas as alterações micromorfológicas destes minerais ao longo de perfis de intemperismo. Em seguida, os realizados estudos geoquímicos em perfis selecionados. Os dados químicos foram convertidos em proporções volumétricas para quantificar as variações nos teores de elementos em amostras com diferentes graus de lateritização, e foram realizados cálculos de balanço de massa tendo o Al como elemento de referência. Desta forma, foram obtidas muitas informações sobre os processos que atuaram na formação do perfil laterítico a partir do depósito Madeira. A rocha-mãe representava claramente um sistema aluminoso com quantidades mais baixas de Fe. A perda total de álcalis e perda parcial de SiO2 originou argilas cauliníticas. A razão molar de SiO2/Al2O3~2 foi adequada para a geração de minerais de argila aluminosos com estrutura 1:1, tais como a caulinita. Com a maior perda de SiO2 na parte superior do perfil ocorreu a formação de gibsita. Hematita é principal mineral de ferro formado porque o meio foi alcalino com alta razão OH/Fe (>2). A lixiviação de elementos alcalinos conduziu ao enriquecimento relativo de alguns elementos economicamente importantes, tais como Sn, Nb e ETR. No entanto, a distribuição de alguns metais, tais como o Pb, Zn e ETR, difere do padrão normalmente esperado no intemperismo, o que pode ser explicado por algumas características especiais da paragênese e pela alta atividade de F nas soluções, que influenciou os processos intempéricos de duas maneiras diferentes: intensa corrosão até mesmo de minerais muito resistentes e formação de complexos estáveis, especialmente com cátions duros, tais como os ETR. / The paper deals on the laterization of the Madeira deposit associated with the albite-enriched granite facies of the A-type Madeira granite (~1.82 Ga). The Madeira deposit is located in the Amazon rain forest, where chemical weathering is intensive and lateritization is a major process of ore deposit formation. This deposit represents a particular case, where the parent rock is an ore deposit; thus primary mineralization and lateritic mineralization occur in the same profile. The parent rock has an unusual mineral association, which includes quartz, albite, k-feldspar, zircon, cryolite (Na3AlF6), fluorite, polylithionite, Zn-rich riebeckite, Zn-F-rich annite, thorite, cassiterite, pyrochlore, columbite, xenotime, gagarinite-(Y), fluocerite-(Ce), and genthelvite. An important feature of the rock is the F richness (2 to 6% wt) mainly in the form of cryolite or fluorspar in the matrix. We first investigated the micromorphological changes of these minerals throughout the soil profile and then focused the geochemical studies in selected profiles. The chemical data were converted into volumetric proportions to quantify the variations in element contents in samples with different degrees of lateritization, and we performed mass balance calculations with Al as the reference element. In this way, we obtain many new constraints on the processes that formed the weathering profile from the Madeira deposit. The parental rock was a clearly aluminous system with lower amounts of Fe. The total loss of alkalis and partial loss of SiO2 created kaolinitic clay minerals. The SiO2/Al2O3 molar ratio ≈2 was suitable for generating aluminous clay minerals with 1:1 structures, such as kaolinite. Greater losses of SiO2 occurred and gibbsite formed at the top of the weathering profiles. Hematite formed as the main ferric mineral because the medium was alkaline with a high OH-/Fe ratio (> 2). The leaching of alkaline elements led to relative enrichment in some economically important elements, such as Sn, Nb, and REEs, in the lateritic profiles. However, the distribution of some of the metals, such as Pb, Zn, and REEs, in the weathering profile is very unusual and may be explained by some special characteristics of the paragenesis and the high activity of F in the solutions, which greatly influenced the weathering processes in two different ways. This halogen was responsible for the intense corrosion of even very resistent minerals and formed stable complexes, especially with hard cations such as REEs.

Pureza é um dos principais atributos de qualidade de matérias-primas farmacêuticas, já que a identificação e determinação quantitativa de impurezas podem ajudar a controlar/minimizar o risco de efeitos adversos de medicamentos. O papel dos métodos de doseamento, tanto específicos como não específicos, em caracterizar a qualidade de matérias-primas farmacêuticas, tem sido questionado. Por outro lado, a abordagem do balanço de massas, que quantifica cada impureza orgânica bem como substâncias voláteis e cinzas, e então subtrai a soma destas impurezas de 100%, pode oferecer uma melhor maneira de determinar com exatidão se o fármaco atende aos critérios regulatórios de aceitação e de detectar com confiança mudanças não esperadas na qualidade do fármaco. O objetivo do estudo foi comparar métodos de doseamento compendiais com essa abordagem de balanço de massas na determinação do conteúdo de substância ativa e caracterização da qualidade de matérias-primas farmacêuticas. Os fármacos empregados neste estudo foram o nifedipino, o diazepam, a glibenclamida e a estavudina. A identificação e caracterização dos fármacos foram realizadas por meio de determinação do ponto de fusão e espectroscopia no infravermelho. Para a determinação quantitativa foram empregados os métodos presentes na Farmacopéia Brasileira, United States Pharmacopeia e British Pharmacopeia. O detector de aerossol carregado (CAD) foi acoplado ao sistema de cromatografia à líquido de alta eficiência para comparação das respostas com o detector ultravioleta. Os resultados demonstraram a viabilidade do método indireto, que oferece dados mais precisos que os do método direto, além de favorecer um controle de qualidade mais focado no perfil de impurezas. / Purity is one of the main attributes of quality of bulk drug materials, since the identification and quantitative determination of impurities can help to avoid or at least control/minimize the risk of their contribution to the side effects profile of drug materials. The role of assay methods, either specific or non-specific, in characterizing the quality of bulk drug materials, has been questioned. On the other hand, the mass balance approach, which quantifies every organic impurity as well as volatile substances and ashes, and then subtracts the sum of these impurities from 100%, can provide a better way to accurately determine if the drug substance meets the regulatory acceptance criteria and to reliably detect unexpected changes in the quality of the drug substance. The objective of this study was to compare compendial assay methods with a mass balance approach in the determination of the active ingredient content and characterization of the quality of bulk drug materials. The identification and characterization of the drugs were accomplished through determination of melting point and infrared spectroscopy. The methods from the Farmacopeia Brasileira, United States Pharmacopeia and British Pharmacopoeia were used for the quantitative determination of the drugs. The drug related impurities were determined by high performance liquid chromatography (HPLC) equipped with an ultraviolet (UV) detector and charged aerossol detector (CAD) in tandem. The results demonstrated the feasibility of the indirect method, which offers more precise data than those from the direct method, besides it enables the quality control to be focused on the impurity profile.

Os metais duros constituem um grupo de materiais conhecidos como compósitos sinterizados que associam fases duras (carbetos), com uma fase metálica, sendo amplamente utilizados em aplicações em que se deseja elevada dureza e resistência ao desgaste, aliada à alta tenacidade. Neste trabalho apresentam-se os resultados da adição de 1% em peso dos elementos Nb, Ti, Cr e Mo na microestrutura do metal duro a partir de um compósito comercial de WC-6Co. A este compósito foi adicionado 1,5% (em peso) de estearato de zinco como lubrificante e sinterizados na temperatura de 1450 °C numa atmosfera de Argônio. Com o objetivo de analisar a eficiência do produto, realizou-se a caracterização microestrutural por meio dos ensaios de densidade à verde, da contração volumétrica, da densidade da sinterização, da microestrutura e da microdureza. / Hard metals are a group of materials known as sintered composites, that join hard phases (carbides) and a tough metallic phase, being widely used in applications where high hardness and wear resistance combined with high toughness are necessary. This work presents the results of addition of 1% (wt %) of the elements Nb, Ti, Cr and Mo on the microstructure of the WC-6Co commercial composite. 1,5% (wt %) zinc stearate was added as a lubricant and the samples were sintered at 1450 ºC under an argon atmosphere. The samples obtained were characterized using green density, shrinkage, sintered density and microhardness tests as well as microstructural analysis.

Os metais duros constituem um grupo de materiais conhecidos como compósitos sinterizados que associam fases duras (carbetos), com uma fase metálica, sendo amplamente utilizados em aplicações em que se deseja elevada dureza e resistência ao desgaste, aliada à alta tenacidade. Neste trabalho apresentam-se os resultados da adição de 1% em peso dos elementos Nb, Ti, Cr e Mo na microestrutura do metal duro a partir de um compósito comercial de WC-6Co. A este compósito foi adicionado 1,5% (em peso) de estearato de zinco como lubrificante e sinterizados na temperatura de 1450 °C numa atmosfera de Argônio. Com o objetivo de analisar a eficiência do produto, realizou-se a caracterização microestrutural por meio dos ensaios de densidade à verde, da contração volumétrica, da densidade da sinterização, da microestrutura e da microdureza. / Hard metals are a group of materials known as sintered composites, that join hard phases (carbides) and a tough metallic phase, being widely used in applications where high hardness and wear resistance combined with high toughness are necessary. This work presents the results of addition of 1% (wt %) of the elements Nb, Ti, Cr and Mo on the microstructure of the WC-6Co commercial composite. 1,5% (wt %) zinc stearate was added as a lubricant and the samples were sintered at 1450 ºC under an argon atmosphere. The samples obtained were characterized using green density, shrinkage, sintered density and microhardness tests as well as microstructural analysis.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-05-20T12:43:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Tatiane.pdf: 2400927 bytes, checksum: e91e3e168b7881ff6ab88a037e3529ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T12:43:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Tatiane.pdf: 2400927 bytes, checksum: e91e3e168b7881ff6ab88a037e3529ff (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / CNPq / O lixiviado é definido como a mistura do líquido gerado na decomposição anaeróbia da matéria orgânica (MO) juntamente com a umidade natural e a água que constitui a MO presente dentro da massa de resíduos sólidos urbanos, além da água de infiltração proveniente das precipitações. No Brasil, um dos processos mais utilizados para o tratamento de lixiviados é os sistema de lagoas. Todavia, com o passar do tempo, irá se acumular em no fundo das lagoas, reduzindo seu volume útil e, consequentemente, o tempo de detenção hidráulica e a eficiência do sistema. Neste contexto, o lodo gerado do tratamento do lixiviado é um problema atual para o meio ambiente, dado a sua forma semi-sólido e elevada concentração de MO resultar em um fator complicador para o transporte e disposição final. Nesse caso é necessário reduzir o volume de água do lodo por meio de técnicas como a secagem natural ou térmica, filtro prensa, adensador, centrífugas e as geomembranas. Essas são confeccionadas em tecido de polipropileno de alta resistência e desempenha a função de reter as partículas sólidas, assim como permitir a drenagem do líquido. Neste estudo foi avaliado o desague do lodo gerado na Estação de Tratamento de Lixiviado do Aterro da Muribeca por geomembranas. O lodo foi coletado e acondicionado em 3 bags (sem coagulante, com coagulante e com coagulante na 1ª semana) durante um período de 3 meses. Foram realizadas análises para caracterização do lodo e do líquido drenado. Os resultados obtidos indicaram que o uso do polímero foi eficaz para a remoção da cor e da turbidez. Porém o drenado apresentou elevada concentração de MO, havendo a necessidade de um tratamento. O balanço de massa realizado apresentou uma eficiência de 94,92%, 96% e 96,93% na remoção de sólidos totais (ST) para os bags sem polímero, com polímero e com polímero na 1ª alimentação, respectivamente. Para a análise do material interno contido no bag, foi realizado o teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade para os parâmetros ph, ST, sólidos totais voláteis e carbono orgânico total. Com isso observou que para nenhum dos três tratamentos houve diferença significativa estatisticamente. Para estas variáveis tanto faz fazer o uso do polímero ou não. / Leachate is defined as a mixture of the liquid generated from organic matter (OM) anaerobic decomposition along with natural moisture and water, which composes the OM present within the urban solid waste, apart from the infiltration of rainfall water. One of the most used process for leachate treatment in Brazil is the lagoon system. However, over time, the leachate will accumulate at the lagoon’s bottom, thus decreasing its useful volume and, consequently, the hydraulic detention time and system efficiency. Therefore, sludge generated from the leachate treatment is a current issue for the environment, given its semi-solid form and elevated OM concentration result in a complicating factor for transport and final disposal. In this case, it is necessary to reduce sludge’s water volume through techniques, such as natural or thermal drying, filter press, concentrator, centrifuge and geomembranes. The latter are made of high-resistance polypropylene fabric and performs the function of retaining solid particles, as well as allowing liquid drainage. In the present study, it was evaluated the drainage of the sludge derived from the leachate treatment plant of Aterro da Muribeca through geomembranes. Sludge samples were collect and stored in 3 bags (without coagulant, with coagulant and with coagulant in the first week) during 3 months. Analyses to characterize the sludge and the drained liquid were performed. The results indicated that the use of polymer was efficient to remove color and turbidity. On the other hand, the drained liquid presented high OM concentration, thus needing further treatment. The performed mass balance showed an efficiency of 94.92%, 96% and 96.93% on the removal of total solids (TS) for the bags without polymer, with polymer and with polymer in the first week, respectively. Regarding the material within the bag, Tukey’s test at the level of 5% of probability was performed for the following attributes: ph, TS, total volatile solids and total organic carbon. There was no significant difference among the three treatments, indicating that, for those variables, the use of the polymer is optional.

O aumento da demanda de água potável e por conseqüência dos resíduos gerados, tem levado a indústria da água no Brasil, composto por aproximadamente 7500 ETAs, a deparar-se com dispendiosos ônus técnicos e financeiros no gerenciamento destes resíduos. Os sólidos, e, inclusive metais são os principais constituintes dos resíduos gerados durante o tratamento de água, sejam nos decantadores ou filtros. A compreensão da produção dos metais e sólidos em um ETA, assume grande importância. Apresenta-se neste estudo, os aspectos que envolvem a presença de metais e sólidos no tratamento de água. Realizou-se a avaliação dos metais nas diferentes etapas do tratamento de água. Realizou-se a avaliação dos metais nas diferentes etapas do tratamento, assim como a estimativa de produção de sólidos suspensos totais e em metais em uma ETA convencional que utiliza como coagulante sulfato de alumínio. Para tanto foram coletadas amostras de água de diferentes etapas do tratamento (captação, coagulação, floculação/sedimentação, filtração e estabilização final) e dos resíduos de decantadores e água de lavagem dos filtros ETA/São Carlos-SAAE. Os metais foram determinados em espectrofotômetro de absorção atômica, com pré-concentração de metais em coluna de troca iônica (resina catiônica fortemente ácida). A liberação de material dissolvido foi observada, ao longo das unidades de tratamento; parcela dos sólidos dissolvidos liberados são constituídos de metais dissolvidos ressolubilizados e/ou não removidos. Entretanto, tais afirmações são passíveis de estudos complementares. Na água tratada foram verificadas concentrações de chumbo, acima do limite de 10 &#956/L estabelecido pelo Padrão de Potabilidade, Portaria nº 1469/2000. A partir do balanço de massa e de análises realizadas nos resíduos estimou-se a produção diária de sólidos e de metais, e verificou-se retenção, nos decantadores, principalmente da fração particulada dos metais. A adição de produtos químicos contribuiu com cerca de 37% dos sólidos produzidos na ETA/São Carlos. / The increase in the demand for drinking water and consequently in the generated residues, has taking the Brazilian industry of water, composed of approximately 7500 WTPs, to come across high technical and financial costs in the management of these residues. Metals and solids are the main constituents of the residues generated during the water treatment, either in the sedimentation tank or in filters. Thus the understanding of the production of metals and solids in a WTP is of assumes great importance. This study presents the aspects that involve the presence of metals and solids in the water treatment. The evaluation of the metals in different stages of the treatment, as well as the estimate of the production of solids and metals in a conventional ETA using aluminum sulfate as coagulant have been carried out. Samples of water were collected in different stages of the treatment (raw water, coagulation, flocculation/sedimentation, filtration and finished water) from sludge coagulant and filter backwash waters of WTP/São Carlos-SAAE. The metals were determined in spectrophotomic of atomic absorption, with pre-concentration of metals in column ofionic change (strongly acid resin cationic). The release of dissolved material was observed, along the units of treatment; part of the relesead dissolved solids is constituted by ressolubilized and/or removed dissolved metals. However, such statements are susceptible to complementary studies. In the treated water lead concentrations were verified, above the limit of 10 &#956g/L established by the Standard for Drinking Water, nº 1469/2000. From the mass balance and the analyses accomplished in the residues the daily production of solids and metals, was estimated and retention of mainly particulate fraction of metals was verified, in sedimentation tanks. The addition of chemical products contributed with approximately 37% of the solids produced at WTP/São Carlos.

Lofty Hindukush, Karakoram and Himalayan (HKH) mountain ranges centered in the Northern Pakistan are host to some of the world’s largest glaciers outside the Polar Regions and are a source of water for drinking and irrigation to the millions of people living downstream. With the increase in the global temperatures, glaciers are reported as retreating globally. However, some of the glaciers in the Karakoram mountain ranges are reported as surging with positive mass balance, especially since the 1990s. This phenomenon is described as "The Karakoram Anomaly". Various efforts have been made to explain the state and fate of the HKH glaciers in the recent past. However, they are limited to quantification of the change in temperature, precipitation and river runoff, or through their impact on future climate projections. For the HKH region, temperature fluctuations have been out of the phase with hemispheric trends for past several centuries. Therefore, climate change in this region is not solely the temperature effect on melting as compared to other glaciated regions. To identify the reasons for the establishment of the Karakoram Anomaly, monthly mean climatic variables for last five decades, reported from meteorological observatories at the valley floors in HKH region, are analyzed. In addition to the climatic variables of temperature and precipitation, monthly mean synoptic observations reported by meteorological observatories in both morning and afternoon, along with monthly mean radiosonde data are used. From these data the role of different near-surface and upper atmospheric meteorological variables in maintaining the positive mass balance of the glaciers and the development of the Karakoram Anomaly can be explained. An overall warming in the region is observed. The trends in the summer temperatures, which were reported as decreasing a decade ago, are now found as increasing in updated time series. However, the overall gradient is still negative. The winter mean and maximum temperatures are increasing with accelerated trends. Both maximum and minimum temperatures in summer are not diverging anymore and the diurnal temperature range is decreasing in the most recent decade. The afternoon cloudiness is found as increasing throughout the year except for spring, which is indicative of an increase in convective uplifting. Moreover, humidity is increasing all over the region; due to evaporation in the spring, from monsoon moisture advection in summer, and due to the recycling of monsoon moisture in autumn. Furthermore, near-surface wind speed and net radiation in the region are decreasing, explaining the decrease in the summer minimum temperature and the presence of the cloudy skies. The decrease in near-surface wind speed, and net radiation, and increase in water vapor pressure put a limit on the evapotranspiration process. In addition, winter and summer precipitation is increasing. The aridity index, which is based on the ratio of precipitation and reference evaporation, indicates that region is turning moisture surplus and energy deficient. Surface atmospheric pressure and 700 hPa geopotential height is increasing due to warming in the bottom layers of the troposphere. Nighttime inversion in the lower tropospheric layers is decreasing due to warming. Analysis of gridded observed and reanalysis datasets indicates that they are not presenting a signal of change in accordance with the instrumental record. Furthermore, it is found that meteorological conditions during the summer season are still favorable for the sustenance of glaciers whereas more melting may occur in the spring season that may increase the early season river flows and may affect lower lying portions of the debris-free glaciers.

Naturvårdsverket rankar övergödningen som det allvarligaste hotet mot Östersjön. Strategin för att bekämpa övergödningen i Östersjön har varit att reducera antropogena utsläpp av fosfor och kväve från punktkällor och diffusa källor. Många forskare anser att primärproduktionen i egentliga Östersjön huvudsakligen är begränsad av kväve varför Sverige har infört ett ambitiöst och kostsamt program för avancerad kväverening på reningsverk. Andra experter hävdar istället att reducerade kväveutsläpp är meningslösa eller rent av skadliga. I ljuset av dessa fundamentalt olika åsikter och de helt motsatta strategier de innebär syftar denna studie till att försöka klargöra vilka åtgärder som borde vidtas för att minska övergödningen genom att undersöka området Himmerfjärden som ofta används som ett exempel på lyckad kväverening. Området har också studerats intensivt sedan 1970-talet. Detta arbete har använt en processbaserad dynamisk massbalansmodell för salt för att beräkna vattenutbytestider i Himmerfjärden. Flöden av vatten och näringsämnen till och från fjärden har beräknats och det har visats att bidraget av kväve och fosfor till Himmerfjärden från reningsverket är mycket marginellt jämfört med bidraget från Östersjön. Denna studie har också genom att granska litteratur och mätdata från Himmerfjärden visat att det finns goda skäl att ifrågasätta hypotesen om att primärproduktionen i Himmerfjärden skulle vara långsiktigt begränsad av kväve. Resultaten av denna studie kommer att användas i framtida massbalansmodelleringar av fosfor, kväve och cyanobakterier i Himmerfjärden. / The Swedish Environmental Protection Agency has ranked eutrophication as the most severe threat to the Baltic Sea. The strategy to combat the eutrophication in the Baltic has been to reduce antrophogenous emissions of phosphorus and nitrogen from point and diffuse sources. Many scientists argue that the primary production in the Baltic proper is primarily limited by nitrogen which is why Sweden and other countries have implemented an ambitious and expensive program of advanced nitrogen removal in sewage treatment plants. Other experts argue that reduced nitrogen load to the Baltic Sea is either pointless or even harmful. In the light of these fundamentally different views and the very opposite management strategies they imply, this study aims to more bring clarity to which measures should be taken to reduce eutrophiction by investigating the area of Himmerfjärden. Himmerfjärden is often used as an example of successful removal of nitrogen and the area has been intensively monitored since the 1970’s. This work used a process-based dynamic mass balance model for salt to calculate water retention times in Himmerfjärden. Water and nutrient flows to and from the bay have been calculated. It was shown that the contribution of nutrients to Himmerfjärden from the treatment plant is small compared to the contribution from the Baltic Sea. This study showed by reviewing literature on Himmerfjärden that there are good reasons to question the hypothesis of Himmerfjärden being nitrogen limited in the long-run. The findings of this study will be used in future mass balance modelling of phosphorus, nitrogen and cyanobacteria in Himmerfjärden.