Porous, high surface area activated carbon (AC) can be used to remove certain irritating and toxic gases from contaminated air streams. Impregnating AC with carefully selected chemicals can improve ACs adsorption capacity for certain gases and provide adsorption capacity for gases that un-impregnated AC cannot fi lter. Impregnated activated carbons (IACs) and ACs can be used as the active component in respirators. Comparative studies of di fferent commercially available AC samples and of IAC samples, prepared from a wide variety of di fferent chemicals, were performed. The gas adsorption capacity of the samples was tested using sulfur dioxide (SO2), ammonia (NH3), hydrogen cyanide (HCN) and cyclohexane (C6H12) challenge gases and compared to results obtained from a commercially available broad spectrum respirator carbon. The samples were characterized using wide angle x-ray di raction (XRD), small angle x-ray scattering (SAXS), nitrogen adsorption isotherms, thermal gravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). Highlights of this work include the discovery of a IAC sample prepared from zinc nitrate (Zn(NO3)2) and nitric acid (HNO3) that, after heating at 180 C under argon, had overall dry gas adsorption capacity that was greater than the commercially available sample. The importance of pore size on the C6H12 adsorption capacity of AC was demonstrated using SAXS and nitrogen adsorption data. A relationship between decreased humid C6H12 capacity and pre-adsorbed water was shown using SAXS, TGA and gravimetric studies.

O papel da Floresta Amazônica na ciclagem do carbono tem sido`freqüentemente relatado, no entanto, pouco se sabe sobre os aspectos que regula nos processos de assimilação e liberação de carbono da biosfera para a atmosfera. O objetivo deste trabalho foi descrever as respostas dos processos de respiração e fotossíntese com a variação da temperatura foliar, utilizando características biofísicas e dados micro-meteorológicos, para predizer a taxa assimilatória de CO2 de um indivíduo ou da comunidade em estudo. A pesquisa foi conduzida na Estação Experimental de Silvicultura Tropical (núcleo ZF-2), área de pesquisa da Coordenação de Pesquisa de Silvicultura Tropical (CPST) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), utilizando-se de 4 torres para o acesso as copas. Os elementos climáticos foram monitorados por estações micro-meteorológicas Li-1401. As medidas de temperatura foliar foram realizadas com o auxilio de termopares de cobre-contantan, sendo a fotossíntese e a respiração avaliadas com um analisador de gases por infravermelho, com o qual foram obtidas curvas de respostas da fotossíntese a variação de radiação fotossinteticamente ativa (A-RFA), e a variação da concentração interna de CO2 em 4 diferentes temperaturas (A-Ci-T). Os resultados mostraram que: a temperatura foliar está relacionada com a radiação fotossinteticamente ativa (RFA) e a umidade relativa do ar (UR); a temperatura ótima da fotossíntese foi de 31,1 oC, onde a comunidade apresentou 7,6 µmol.m-2.s-1 de assimilação líquida de CO2, e a partir desta temperatura houve uma diminuição da fotossíntese máxima; valores de temperaturas foliares maiores que 34,5 oC diminuíram a velocidade máxima de carboxilação e as acima de 35,7 oC diminuíram a capacidade máxima de transporte de elétrons; a condutância estomática decresceu com o aumento da temperatura foliar, dentro do intervalo de temperatura estudado, indicando que a limitação estomática pode ser o fator que mais afeta a fotossíntese; e a respiração contribuiu para que o balanço de carbono fosse menor com o aumento da temperatura foliar devido a respiração estar positivamente relacionada com a temperatura foliar. A taxa assimilatória de CO2 foi diminuída devido a aumentos da temperatura foliar, sendo principalmente afetada pela diminuição da condutância estomática e do mesofilo e depois por aumentos da respiração foliar. / The role of the Amazon Rain Forest in the carbon budget has been often reported, however little is known about the aspects regulating the processes of carbon assimilation and its release from the biosphere to the atmosphere. The objective of this work was to describe the responses of respiration and photosynthesis processes related to leaf temperature variations by using biophysics characteristics and micro-meteorological data in order to predict CO2 assimilation rates on individual or community level. The research was conducted at the Experimental Station for Tropical Forest research (ZF-2) of the National Institute of Research of the Amazon (INPA). For this study four towers were used to access the canopy. Climatic parameters were monitored by micrometeorological stations Li-1401. The leaf temperature was measured using copper-contantan thermocouples. Photosynthesis and respiration were evaluated with an infra-red gas analyzer, generating light and CO2 curves responses. The results showed that: the leaf temperature was related to the photosynthetic active radiation (PAR) and to the relative air humidity (UR). The optimal photosynthesis temperature was 31,1 ºC where the tree community presented 7,6 µmol.m-2.s-1 of net CO2 assimilation. Above this temperature a reduction of the maximal photosynthesis was determined. Leaf temperatures higher than 34,0 ºC decreased the maximal velocity of RuBP carboxilation and temperatures higher than 35,7ºC decreased the maximal capacity of electrons transportation. The stomatal conductance decreased with increasing leaf temperatures within the temperature interval studied. The results indicated that the stomatal limitation probably represent the main factor that effects photosynthesis. The respiration contributes to reduce the carbon assimilation due to the increase of the leaf temperature because respiration is positively related to leaf temperature. Thus, the CO2 assimilation rates decreased with an increase of leaf temperature and is mainly affected by a decrease of stomatal and mesophyll conductance and by an increase of leaf respiration.

O papel da Floresta Amazônica na ciclagem do carbono tem sido`freqüentemente relatado, no entanto, pouco se sabe sobre os aspectos que regula nos processos de assimilação e liberação de carbono da biosfera para a atmosfera. O objetivo deste trabalho foi descrever as respostas dos processos de respiração e fotossíntese com a variação da temperatura foliar, utilizando características biofísicas e dados micro-meteorológicos, para predizer a taxa assimilatória de CO2 de um indivíduo ou da comunidade em estudo. A pesquisa foi conduzida na Estação Experimental de Silvicultura Tropical (núcleo ZF-2), área de pesquisa da Coordenação de Pesquisa de Silvicultura Tropical (CPST) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), utilizando-se de 4 torres para o acesso as copas. Os elementos climáticos foram monitorados por estações micro-meteorológicas Li-1401. As medidas de temperatura foliar foram realizadas com o auxilio de termopares de cobre-contantan, sendo a fotossíntese e a respiração avaliadas com um analisador de gases por infravermelho, com o qual foram obtidas curvas de respostas da fotossíntese a variação de radiação fotossinteticamente ativa (A-RFA), e a variação da concentração interna de CO2 em 4 diferentes temperaturas (A-Ci-T). Os resultados mostraram que: a temperatura foliar está relacionada com a radiação fotossinteticamente ativa (RFA) e a umidade relativa do ar (UR); a temperatura ótima da fotossíntese foi de 31,1 oC, onde a comunidade apresentou 7,6 µmol.m-2.s-1 de assimilação líquida de CO2, e a partir desta temperatura houve uma diminuição da fotossíntese máxima; valores de temperaturas foliares maiores que 34,5 oC diminuíram a velocidade máxima de carboxilação e as acima de 35,7 oC diminuíram a capacidade máxima de transporte de elétrons; a condutância estomática decresceu com o aumento da temperatura foliar, dentro do intervalo de temperatura estudado, indicando que a limitação estomática pode ser o fator que mais afeta a fotossíntese; e a respiração contribuiu para que o balanço de carbono fosse menor com o aumento da temperatura foliar devido a respiração estar positivamente relacionada com a temperatura foliar. A taxa assimilatória de CO2 foi diminuída devido a aumentos da temperatura foliar, sendo principalmente afetada pela diminuição da condutância estomática e do mesofilo e depois por aumentos da respiração foliar. / The role of the Amazon Rain Forest in the carbon budget has been often reported, however little is known about the aspects regulating the processes of carbon assimilation and its release from the biosphere to the atmosphere. The objective of this work was to describe the responses of respiration and photosynthesis processes related to leaf temperature variations by using biophysics characteristics and micro-meteorological data in order to predict CO2 assimilation rates on individual or community level. The research was conducted at the Experimental Station for Tropical Forest research (ZF-2) of the National Institute of Research of the Amazon (INPA). For this study four towers were used to access the canopy. Climatic parameters were monitored by micrometeorological stations Li-1401. The leaf temperature was measured using copper-contantan thermocouples. Photosynthesis and respiration were evaluated with an infra-red gas analyzer, generating light and CO2 curves responses. The results showed that: the leaf temperature was related to the photosynthetic active radiation (PAR) and to the relative air humidity (UR). The optimal photosynthesis temperature was 31,1 ºC where the tree community presented 7,6 µmol.m-2.s-1 of net CO2 assimilation. Above this temperature a reduction of the maximal photosynthesis was determined. Leaf temperatures higher than 34,0 ºC decreased the maximal velocity of RuBP carboxilation and temperatures higher than 35,7ºC decreased the maximal capacity of electrons transportation. The stomatal conductance decreased with increasing leaf temperatures within the temperature interval studied. The results indicated that the stomatal limitation probably represent the main factor that effects photosynthesis. The respiration contributes to reduce the carbon assimilation due to the increase of the leaf temperature because respiration is positively related to leaf temperature. Thus, the CO2 assimilation rates decreased with an increase of leaf temperature and is mainly affected by a decrease of stomatal and mesophyll conductance and by an increase of leaf respiration.

O presente trabalho consistiu na produção de uma síntese sobre os principais aspectos do ciclo biogeoquímico do carbono, envolvendo aspectos recentes do efeito estufa na atmosfera, sendo também contextualizadas as políticas públicas e seus mecanismos sócio-econômicos; inserida num contexto atual, das mudanças climáticas, intimamente relacionadas à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, Protocolo de Kyoto e Mecanismos de Desenvolvimento Limpo. Os ecossistemas terrestres prestam enorme contribuição de serviços ambientais ao homem na forma de oferta de água, alimentos e insumos gerais. Estes ganhos são sustentáveis na medida em que haja um equilíbrio estável entre a entrada e saída de certas variáveis. Ainda não se entende satisfatoriamente a funcionalidade dos ecossistemas naturais e sua plena interação com o clima, nas escalas local, regional e global; portanto, é uma responsabilidade social antecipar o entendimento dessa relação, antes que tudo se transforme. Não se sabe ao certo todas as conseqüências do aumento excessivo na temperatura terrestre, mas são esperadas alterações profundas em diversos ecossistemas, por exemplo: descongelamento das calotas polares e o conseqüente alagamento de regiões costeiras, alterações de intensidade e freqüência de chuvas, e alteração do metabolismo vegetal. São também previstas conseqüências na mudança das zonas climáticas e agrícolas e o desaparecimento de espécies sensíveis a esta mudança de temperatura. Procurando atingir o objetivo final da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, em Kyoto – Japão, foi proposto o Protocolo de Kyoto, no sentido de possibilitar alcançar a estabilização das concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera, num nível que não interfira perigosamente no sistema climático. Estabelece metas e prazos para controlar num primeiro esforço os principais gases de efeito estufa. Foram estabelecidos três mecanismos para auxiliar os países desenvolvidos no cumprimento de suas metas de redução ou limitação de emissões de gases de efeito estufa. Um desses mecanismos foi definido como Mecanismo de Desenvolvimento Limpo - MDL, sua implementação interessa particularmente aos países em desenvolvimento, pois permitirá a transferência de recursos e tecnologias para a redução de emissões. Neste contexto, exigi-se da classe cientifica respostas mais precisas e rápidas do entendimento de todos os processos envolvidos. O acompanhamento de projetos é importante, gerando informações para análises técnicas, científicas, sociais, ambientais e econômicas, que serão demandadas nas futuras negociações relativas à mitigação da mudança do clima. / The present work intends to present a synthesis of the information which is distributed in several areas. It approaches the main aspects of the global carbon cycle, including the recent greenhouse effect in the atmosphere, also including the political argumentation and the socioeconomic mechanisms associated. The work also brings a critical revision of the framework related to the United Nations Framework Convention on the Climate Change, the Kyoto Protocol and the Clean Development Mechanism. The terrestrial ecosystems provide enormous contribution of environmental services to the human beings in terms of water, foods, and general inputs supplies. The sustainability of this provision relies on the maintenance of the input/output equity of matter and energy throughout time. There is still no clear understanding of the natural ecosystems functioning and their interactions with climate in a broad perspective, from local to regional and global scales. Therefore it is a social responsibility to anticipate the understanding of this relation, before everything changes. The effects on the ecosystems of the temperature increase in the Earth surface are not fully understood, but strong changes are expected and some are already being measured in several ecosystems, for instance: mountain glaciers and the ice cap in the North Pole are declining, with foreseeable consequences of increasing sea level and flooding of coastal areas; changes in the cycle and intensity of rain events; changes in plant metabolism and distribution of agricultural species, interfering in food production and safety. The Kyoto Protocol was proposed aiming to achieve the objectives of the United Nations Framework Convention on the Climate Change, building the legal and political background for the Nations to lessen and stabilize the concentrations of greenhouse gases in the atmosphere. The Protocol established mechanisms for reduction and mitigation of greenhouse gases emissions including developed and developing countries. In terms of economical and technological gains, the Clean Development Mechanism – CDM, was one of the proposed mechanism of the Kyoto Protocol, which is particularly interesting to the developing countries. This mechanism allows resources and technologies transference for the reduction of GHG emissions in developing countries. In this context, the scientific community is an important component to bring more precise and fast answers to the understanding of all of the processes related to the actual influence of the Human kind in the planet.

O presente trabalho consistiu na produção de uma síntese sobre os principais aspectos do ciclo biogeoquímico do carbono, envolvendo aspectos recentes do efeito estufa na atmosfera, sendo também contextualizadas as políticas públicas e seus mecanismos sócio-econômicos; inserida num contexto atual, das mudanças climáticas, intimamente relacionadas à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, Protocolo de Kyoto e Mecanismos de Desenvolvimento Limpo. Os ecossistemas terrestres prestam enorme contribuição de serviços ambientais ao homem na forma de oferta de água, alimentos e insumos gerais. Estes ganhos são sustentáveis na medida em que haja um equilíbrio estável entre a entrada e saída de certas variáveis. Ainda não se entende satisfatoriamente a funcionalidade dos ecossistemas naturais e sua plena interação com o clima, nas escalas local, regional e global; portanto, é uma responsabilidade social antecipar o entendimento dessa relação, antes que tudo se transforme. Não se sabe ao certo todas as conseqüências do aumento excessivo na temperatura terrestre, mas são esperadas alterações profundas em diversos ecossistemas, por exemplo: descongelamento das calotas polares e o conseqüente alagamento de regiões costeiras, alterações de intensidade e freqüência de chuvas, e alteração do metabolismo vegetal. São também previstas conseqüências na mudança das zonas climáticas e agrícolas e o desaparecimento de espécies sensíveis a esta mudança de temperatura. Procurando atingir o objetivo final da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, em Kyoto – Japão, foi proposto o Protocolo de Kyoto, no sentido de possibilitar alcançar a estabilização das concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera, num nível que não interfira perigosamente no sistema climático. Estabelece metas e prazos para controlar num primeiro esforço os principais gases de efeito estufa. Foram estabelecidos três mecanismos para auxiliar os países desenvolvidos no cumprimento de suas metas de redução ou limitação de emissões de gases de efeito estufa. Um desses mecanismos foi definido como Mecanismo de Desenvolvimento Limpo - MDL, sua implementação interessa particularmente aos países em desenvolvimento, pois permitirá a transferência de recursos e tecnologias para a redução de emissões. Neste contexto, exigi-se da classe cientifica respostas mais precisas e rápidas do entendimento de todos os processos envolvidos. O acompanhamento de projetos é importante, gerando informações para análises técnicas, científicas, sociais, ambientais e econômicas, que serão demandadas nas futuras negociações relativas à mitigação da mudança do clima. / The present work intends to present a synthesis of the information which is distributed in several areas. It approaches the main aspects of the global carbon cycle, including the recent greenhouse effect in the atmosphere, also including the political argumentation and the socioeconomic mechanisms associated. The work also brings a critical revision of the framework related to the United Nations Framework Convention on the Climate Change, the Kyoto Protocol and the Clean Development Mechanism. The terrestrial ecosystems provide enormous contribution of environmental services to the human beings in terms of water, foods, and general inputs supplies. The sustainability of this provision relies on the maintenance of the input/output equity of matter and energy throughout time. There is still no clear understanding of the natural ecosystems functioning and their interactions with climate in a broad perspective, from local to regional and global scales. Therefore it is a social responsibility to anticipate the understanding of this relation, before everything changes. The effects on the ecosystems of the temperature increase in the Earth surface are not fully understood, but strong changes are expected and some are already being measured in several ecosystems, for instance: mountain glaciers and the ice cap in the North Pole are declining, with foreseeable consequences of increasing sea level and flooding of coastal areas; changes in the cycle and intensity of rain events; changes in plant metabolism and distribution of agricultural species, interfering in food production and safety. The Kyoto Protocol was proposed aiming to achieve the objectives of the United Nations Framework Convention on the Climate Change, building the legal and political background for the Nations to lessen and stabilize the concentrations of greenhouse gases in the atmosphere. The Protocol established mechanisms for reduction and mitigation of greenhouse gases emissions including developed and developing countries. In terms of economical and technological gains, the Clean Development Mechanism – CDM, was one of the proposed mechanism of the Kyoto Protocol, which is particularly interesting to the developing countries. This mechanism allows resources and technologies transference for the reduction of GHG emissions in developing countries. In this context, the scientific community is an important component to bring more precise and fast answers to the understanding of all of the processes related to the actual influence of the Human kind in the planet.