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- CO2 fluxes through the atmosphere/grass interface in an urban green space located in the North interior of PortugalPublication . Silva, Alan Victor; Feliciano, Manuel; Patrício, Maria SameiroClimate change has become one of the most worrying environmental issues today, as its effects cross all geographical borders. Currently, the great majority of the scientific community justifies the worsening of climate change due to the high emissions of Greenhouse Gases, such as carbon dioxide [1]–[3]. The challenge on this worrisome environmental problem is in finding sustainable and low-cost solutions to mitigate climate change effects, such as promoting urban green spaces as potentially relevant CO2 sinks [4]–[6]. In this study, we sought to evaluate the potential of a grass covered surface located in the city of Bragança, Portugal, as a carbon sink, by measuring carbon dioxide fluxes through its atmosphere/surface interface. This green space was subjected to regular grass cutting, during the period between February and June 2021. The CO2 fluxes were continuously measured using the LI-8100A system from LI-COR Biosciences ®, equipped with a transparent chamber. The study also involved monitoring edaphic and meteorological parameters, as well as vegetative parameters such as phytovolume and biomass produced. The results obtained showed the existence of an expected intraday pattern in which the grass surface behaved as a sink during a considerable part of the solar hours and as an emitter in the complementary period. This pattern was visible throughout the observation period, but it was marked by a decrease in CO2 absorption capacity by the surface and, simultaneously, by an increase in emissions of this greenhouse gas, throughout the spring season. This trend was also observed in other studies [7], [8].In general, the surface behaved as a source of CO2 during the evaluation period, with a net emission flux of approximately 0.7 g C m-2 d-1. Studies carried out also show a positive mean term, indicating that the turf has a greater emitter characteristic in the spring period [7], [9]. However, the contribution of the turf as a sink for Greenhouse Gases, in relation to the absence of vegetation on the ground, minimized the upward CO2 fluxes, i.e., from surface to the atmosphere. In addition, possible human influences that can impair the sink characteristics of the surface, such as irrigation and fertilizer applications, were observed. Another human action that disfavours the absorption of CO2 by the turf is the frequent cutting to which it is subjected, with the consequent reduction of photosynthetic capacity, due to the reduction of biomass that compromises the vegetative performance.
- First long-term air quality assessment in Luanda, Angola: Performance evaluation of a low-cost monitoring station against reference equipmentPublication . Silva, Alan Victor; Furst, Leonardo; Cipoli, Yago A.; Soares, Marlene J.S.; Leitão, Anabela G.A.; Feliciano, Manuel; Alves, Célia A.Low-cost air quality monitoring stations (LCMS), which integrate sensors for gases and particulate matter (PM), offer an economical solution for expanding monitoring networks. However, their reliability requires validation, particularly in rapidly urbanising regions with limited infrastructure. This study presents the first long-term, continuous, multi-pollutant air quality assessment in Luanda, Angola - where no monitoring stations currently exist - by evaluating the performance of an LCMS against reference-grade equipment. Daily averages, correlation metrics (R-2, RMSE), and a hybrid Bland-Altman/regression analyses were used to evaluate the agreement. Results indicated strong correlation for CO (R-2 = 0.96; RMSE = 0.24 ppm) and good for NO2 (R-2 = 0.81; RMSE = 6.35 ppb), although limitations near detection limits were noted. Significant challenges were identified in O-3 measurements (R-2 = 0.77, RMSE = 7.13 ppb), primarily due to strong cross-sensitivity to high ambient NO2 levels and potential sensor ageing. For PM10 and PM2.5, although good linear correlations (R-2 similar to 0.82) were observed with reference methods, the LCMS exhibited considerable systematic bias (RMSE over 46 mu g/m(-3)) and consistently underestimate concentrations. The study also registered frequent and severe exceedances of WHO AQG and EU standards for PM10, PM2.5, and NO2, underscoring significant public health risks. Despite limitations, particularly for O-3 measurements and biases in PM data, the LCMS demonstrates potential as a cost-effective tool to complement reference networks, enhance spatial monitoring coverage, identify pollution hotspots, and support air quality management in resource-constrained settings, since continuous calibration and validation procedures are implemented to mitigate measurement uncertainties.
- Fluxos de CO2 através da interface atmosfera - solo relvado de uma área verde urbana do Norte Interior de PortugalPublication . Silva, Alan Victor; Feliciano, Manuel; Patrício, Maria Sameiro; Schutz, Fabiana Costa de AraújoAs alterações climáticas tornaram-se um dos assuntos ambientais mais preocupantes da atualidade, pois os seus efeitos transpõem todas as fronteiras, sejam elas naturais ou antrópicas. Atualmente a grande generalidade da comunidade científica justifica a agudização das alterações climáticas às elevadas emissões dos Gases do Efeito Estufa, como o dióxido de carbono. Muitas formas de mitigar este efeito estão sendo estudadas, e entre elas tem surgido o fomento de espaços verdes urbanos enquanto potenciais sumidouros de CO2. Neste estudo procurou-se avaliar o potencial de um espaço verde relvado localizado na cidade de Bragança, região de Trás-os-Montes no norte de Portugal, como sumidouro de carbono, recorrendo à medição da transferência de dióxido de carbono através da interface atmosfera/superfície num espaço relvado, submetido a cortes regulares, durante o período compreendido entre fevereiro e junho de 2021. Os fluxos de CO2 foram medidos em contínuo com recurso ao sistema LI-8100A da LI-COR Biosciences ®, equipado com câmara transparente. O estudo envolveu também a monitorização de parâmetros edáficos, meteorológicos e, ainda, de parâmetros vegetativos como a percentagem de coberto vegetal e a biomassa produzida. Os resultados obtidos mostram a existência de um padrão intradiário expectável em que a superfície relvada se comporta como sumidouro durante uma parte considerável das horas solares e como emissor no período complementar. Este padrão foi visível ao longo do período de observação, mas marcado por uma diminuição das capacidades absorção de CO2 pela superfície e, simultaneamente, pelo aumento das emissões deste constituinte, ao longo do período de observação. Em termos médios, a superfície comportou-se como fonte de CO2 durante o período de avaliação, com um fluxo líquido de emissão de aproximadamente 0,7 g C m-2 d-1. Os resultados demonstraram igualmente uma forte relação entre os parâmetros do solo, vegetação e meteorológicos na magnitude e variabilidade dos fluxos de CO2, sendo os fatores que mais favoreceram a absorção a radiação solar, temperatura do solo, temperatura do ar ambiente e fitovolume e os que mais promoveram as emissões a precipitação, a humidade relativa do ar e o teor de humidade do solo. Com os modelos matemáticos multiregressivos desenvolvidos foi também possível demonstrar a capacidade preditiva de fluxos de CO2 a partir da utilização exclusiva de parâmetros apenas metereológicos ou de parâmetros edafoclimáticos e vegetativos.
- Fluxos de CO2 do solo num espaço verde urbano: um estudo de caso durante a estação de primavera no norte de PortugalPublication . Silva, Alan Victor; Feliciano, Manuel; Patrício, Maria SameiroGlobalmente as cidades representam mais de 70% das emissões de CO2. O potencial dos espaços verdes urbanos (EVU) como uma biotecnologia para reduzir as emissões líquidas é influenciado pelo tipo de vegetação e gestão do solo. Assim, a gestão adequada dos solos urbanos desempenha um papel importante na mitigação das alterações climáticas, uma vez que afeta os processos biológicos responsáveis pela perda ou ganho de carbono no solo. Em Portugal, o conhecimento sobre a capacidade de sequestro de carbono dos solos relvados em espaços verdes urbanos ainda é incipiente. O estudo dos fluxos de CO2 do solo é fundamental para implementar formas mais adequadas de mitigação na gestão dos espaços com este tipo de cobertura. Este estudo teve por objetivo estudar os fluxos de CO2 de um relvado de um espaço verde urbano localizado na cidade de Bragança. Os fluxos de CO2 foram medidos em contínuo em intervalo amostral de 30 minutos (número total: 5.523) com recurso ao sistema LI-8100A da LI-COR Biosciences ®, juntamente com a monitorização de parâmetros edafoclimáticos e vegetativos, durante o ultimo mês de inverno e os três meses da primavera. Os resultados mostraram a importância da vegetação herbácea na redução das emissões de CO2 em comparação com as que resultariam em solo nu. Ainda assim, ao longo do período de observação, a superfície relvada atuou como fonte emissora com uma magnitude média de 1,25 ± 5,31 g C m-2 d-1. O estudo identificou as variáveis que influenciaram os resultados obtidos, atribuindo ao fitovolume e à disponibilidade de água no solo o papel mais relevante neste processo complexo que está subjacente aos fluxos verticais que ocorrem através da interface superfície/atmosfera. Neste sentido, as práticas de gestão relacionadas com a frequência e quantidade de água usada na rega, bem como a frequência e a altura de corte da vegetação, exerceram uma influência considerável na transferência líquida de CO2 nestas superfícies relvadas.
- Fluxos de CO2 do solo num espaço verde urbano: um estudo de caso durante a estação de primavera no norte de PortugalPublication . Silva, Alan Victor; Patrício, Maria Sameiro; Feliciano, ManuelGlobally cities account for more than 70% of CO2 emissions. The potential of urban green spaces as a biotechnology to reduce the net emissions is influenced by the type of vegetation and soil management. Thus, appropriate management of urban soils plays an important role in mitigating climate change, as it affects the biological processes responsible for carbon loss or gain in the soil. The knowledge about the carbon (C) sequestration capacity of grass soils in urban green spaces is still incipient. The study of soil CO2 fluxes is essential to implement more appropriate forms of mitigation in the management of areas with this type of ground vegetation cover. Therefore, this study aimed at investigating CO2 fluxes in a lawn area located in the city of Bragança. CO2 fluxes were measured continuously at a sampling interval of 30 minutes (total number of samples 5523) using the LI-8100A system from LI-COR Biosciences®, together with monitoring of edaphoclimatic and vegetative parameters, during the last month of winter and the tree months of spring. The results showed the importance of herbaceous vegetation in reducing CO2 emissions compared to those that would result from bare soil. However, throughout the observation period, the lawn surface acted as an emitting source with an average magnitude of 1.25 ± 5.31 g C m-2 d-1. The study allowed the identification of phytovolume and soil water availability as the most determining factors in this complex process that underlies the vertical fluxes that occurring at the surface/atmosphere interface. In this sense, management practices related to the frequency and amount of water used in irrigation, as well as the height and frequency of vegetation cutting were identified as key factors on the net exchange of CO2 on these lawn surfaces.
- Fluxos de CO2 na interface relva/atmosfera num espaço verde da cidade de Bragança: influência das práticas de gestãoPublication . Silva, Alan Victor; Feliciano, Manuel; Patrício, Maria SameiroO CO2 é o gás que mais contribui para o efeito de estufa (64%) e, globalmente as cidades representam 75% das emissões de carbono. O potencial dos espaços verdes urbanos (EVU) como sumidouros de CO2 é influenciado pelo tipo de vegetação e práticas de gestão e manutenção. O objetivo deste estudo é avaliar a capacidade de sumidouro de CO2 do relvado de um EVU localizado em Bragança, Portugal, submetido a prática de gestão convencional, durante o período de primavera. Os fluxos de CO2 foram medidos em contínuo (24/24h) no solo relvado e dias esporádicos no solo nu, com recurso ao sistema LI-8100A da LI-COR Biosciences ®, envolvendo também a monitorização de parâmetros edafoclimáticos e vegetativos. O resultado obtido é marcado por uma diminuição das capacidades de absorção de CO2 pela superfície verde, devido ao corte frequente da relva como forma de manutenção do relvado, causando a redução da capacidade fotossintética. Observou-se a influência do clima e das práticas de manutenção nos parâmetros vegetativos e, consequentemente, no fluxo de CO2 nesta tipologia de EVU. Em termos médios, a superfície comportou-se como fonte de CO2 durante o período de avaliação, com um fluxo líquido de emissão de aproximadamente 1.25 gC m-2d-1. Conclui-se que do ponto de vista da mitigação de gases de efeito de estufa é preferível o relvado à manutenção do solo nu, todavia deve ser ponderado o uso de outro tipo de vegetação alternativa como Vinca, Hypericum, Heras ou Suculentas.
- Fluxos de CO2 na interface relva/atmosfera num espaço verde da cidade de Bragança: influência das práticas de gestãoPublication . Silva, Alan Victor; Feliciano, Manuel; Patrício, Maria SameiroO CO2 é o gás que mais contribui para o efeito de estufa (64%) e, globalmente, as cidades representam 75% das emissões de carbono. O potencial dos espaços verdes urbanos (EVU) como sumidouros de CO2 é influenciado pelo tipo de vegetação e práticas de gestão e manutenção [1]. O objetivo deste estudo é avaliar a capacidade como sumidouro de CO2 do relvado de um EVU (Piscinas Municipais) localizado em Bragança, Portugal, submetido a prática de gestão convencional, durante o período compreendido entre Fevereiro e Junho de 2021. Os fluxos de CO2 foram medidos em contínuo com recurso ao sistema LI-8100A da LI-COR Biosciences ®, envolvendo também a monitorização de parâmetros edafoclimáticos e vegetativos. O resultado obtido é marcado por uma diminuição das capacidades de absorção de CO2 pela superfície verde, devido ao corte frequente da relva como forma de manutenção do relvado, causando a redução da capacidade fotossintética. Observou-se a influência do clima e das práticas de manutenção nos parâmetros vegetativos e, consequentemente, nos fluxos de CO2 nesta tipologia de EVU. Em termos médios, a superfície comportou-se como fonte de CO2 durante o período de avaliação, com um fluxo líquido de emissão de aproximadamente 1,2 g C m-2d-1. Concluiu-se que do ponto de vista da mitigação de gases de efeito de estufa é preferível manter a superfície relvada ao solo nu, todavia deve ser ponderado o uso excessivo deste tipo de cobertura, sempre que possível, devendo-se instalar áreas de compensação arbustivas e arbóreas nas zonas mais afastadas da piscina onde esse tipo de cobertura verde não seja fundamental.
- PM10-bound elements in Luanda's urban atmosphere: Concentrations, sources, and their environmental and health impactsPublication . Alves, Célia A.; Campa, Ana Sanchez de la; Cipoli, Yago; Furst, Leonardo; Higawa, Gustavo; Leitão, Anabela; Silva, Alan Victor; Feliciano, ManuelAn unprecedented study was carried out in the megacity of Luanda, Angola, involving daily sampling of particulate matter (PM10) from June to November 2023. The analysis was focused on the detection of 56 metal(loid)s and complemented by the application of several contamination and health risk indices. PM10 levels ranged from 23.6 to 108 μg/m3, averaging 59.3 μg/m3, exceeding WHO’s 24-h guideline on 83% of days. In addition to crustal elements, the most abundant constituents were Zn (159 ng/m3), Ba (43.2 ng/m3), Pb (17.8 ng/m3), Cu (10.5 ng/m3), Sr (7.0 ng/m3), Ni (4.5 ng/m3), Sb (3.7 ng/m3) and Cr (3.5 ng/m3). Mineral dust, primarily from unpaved roads and local soils, accounted for 31 wt% of PM10, while sea salt contributed 6%. Geochemical markers (e.g., Ce-La-V relationships) suggest that vanadium originates predominantly from upper crust weathering. Elemental ratios such as Fe/Cu, Cu/Sb, and Zn/Sb indicate significant contributions from traffic-related emissions (e.g., brake and tyre wear) and industrial sources. Sulphur, an important PM10 component, likely stems from fossil fuel combustion and petroleum refining. Luanda experiences severe air pollution, with high inputs from Sb, Cd, Zn, and other elements linked to traffic, industrial emissions, and biomass burning. The extremely high ecological risk (RI = 4360 ± 2440) highlights critical contamination, driven primarily by Cd and Sb, while the Nemerow risk index (1990 ± 1530) underscores urgent public health concerns. Non-cancer hazard indices (HI) exceeded safe thresholds for children (2.29) and adults (2.18), with Fe, Mn, Be, Pb, Ni, Co, and Sb identified as key contributors. Carcinogenic risks from PM10 inhalation (2.34 × 10 3 for children and 1.36 ×10 3 for adults) also exceeded acceptable levels, emphasising the need for targeted pollution mitigation strategies.