Caractérisation du cycle et des sources d'azote dans les lacs tempérés par l'utilisation d'isotopes stables

Nous avons étudié l’application de plusieurs mesures d’isotopes stables afin de caractériser les processus du cycle de l’azote et les sources d’azote dans les lacs tempérés à diverses échelles spatiales et temporelles. Les résultats d’une étude à travers 65 lacs sur un gradient trophique ont démontré que le ratio d’isotopes stables d’azote (δ15N) des sédiments de surface est un indicateur de l’importance relative des sources d’azote anthropique, mais que ce ratio peut être altéré par la diagenèse. La mesure du δ15N des sédiments demeure néanmoins un outil permettant de déterminer à long terme le changement des charges en azote anthropique aux écosystèmes lacustres et les causes de l’eutrophisation de ces systèmes. Nos résultats d’une étude sur la variation saisonnière de plusieurs isotopes stables dans trois lacs peu profonds situés sur un gradient trophique et ayant différents régimes de stratification ont démontré que cette approche est prometteuse dans les lacs mésotrophes et stratifiés. Dans ces systèmes, le δ15N de la matière organique particulaire (MOP) aurait le potentiel de déterminer les sources d’azote assimilées par le phytoplancton. Cependant les mesures d’isotopes stables du carbone (δ13C) et du ratio C:N indiquent que les apports de matières organiques du bassin versant peuvent altérer les relations observées. Nous avons également constaté une déviation de la relation 1:1 entre les isotopes stables d’azote et d’oxygène (δ18O) du nitrate (NO3-) indiquant son assimilation et sa nitrification simultanée. Cette application est particulièrement prometteuse puisque la nitrification est méconnue dans les lacs et peut exacerber les effets de l’eutrophisation.

Uranium à Sept-Îles : ethnographie d'un refus. Essai de résistance populaire.

Ce mémoire de maîtrise traite d’un phénomène social critique qui a gagné en importance au Québec : la montée des groupes de résistance populaire contre des projets d’exploitation des ressources naturelles. À partir d’une étude de cas, l’auteur tâche ici d’approfondir les questions relatives à ces luttes collectives tout en mettant en lumière les diverses modalités d’engagement qui, par leurs registres et leurs compositions en « systèmes-experts », se répercutent dans l’espace public tout en transformant, d’une certaine manière, l’arène politique. Ces dynamiques des mouvements de résistance tendent également à s’infléchir en amont des projets de développement, pour se matérialiser en aval, soit dès les premières phases d’appropriation territoriale, c’est-à-dire les premiers travaux exploratoires comme tels. Cette enquête de terrain se focalise sur ces enjeux. En prenant comme observatoire le projet de Terra Ventures à Sept-Îles, en région nord-côtière, concernant un projet d’exploration uranifère, l’auteur insiste sur les multiples références collectives qui sont autant de perspectives pour comprendre ce phénomène. À travers l’étude de cette résistance populaire qui s’est profilée contre ce projet d’exploration, c’est l’industrie minière au Québec, son histoire, ses mythes, et sa mémoire qui est, enfin, en trame de fond.

Essai de détection de processus migratoires à travers les isotopes de strontium et d’oxygène : étude des restes humains du cimetière Saint-Matthew (Québec, 1771-1860)

Afin de distinguer les immigrants de première génération des individus nés à Québec et de discuter de l’identité des immigrants de cette ville aux XVIIIe et XIXe siècles, trente-quatre squelettes humains exhumés du cimetière protestant Saint-Matthew (Québec, 1771-1860) ont fait l’objet d’analyses ostéologiques et isotopiques du strontium (87Sr/86Sr) et de l’oxygène (δ18O). Les teneurs obtenues, bien que moins précises que les données historiques, ont permis de distinguer trois groupes d’origine, soit les individus nés à Québec (N = 12), les immigrants de première génération provenant le plus probablement des îles Britanniques et du nord de la France (N = 19) et les immigrants de première génération dont l’origine ne peut être précisée (N = 3). De plus, l’origine écossaise de certains individus a pu être suggérée en fonction de compositions isotopiques variant entre -10,0 et -9,09 % vs VSMOW. La comparaison des groupes d’origine à des données provenant de sources historiques et d’une étude antérieure a permis de dresser un portrait de l’identité des immigrants, à la fois sur les plans populationnel et individuel. De plus, les compositions isotopiques (δ18O, 87Sr/86Sr, δ13C et δ15N) nous laissent croire qu’au moins un individu pourrait être d’origine amérindienne et qu’un autre proviendrait d’une partie de l’Europe plus appauvrie en 18O (possiblement un pays scandinave ou une région alpine). La distribution spatiale des sépultures nous a également permis d’émettre des hypothèses sur les liens familiaux et sociaux d’immigrants inhumés en caveaux ou entassés de façon particulièrement modeste.

Synergistic solvent extraction of Thorium(IV) and Uranium(VI) with β-diketones in presence of oxo-donors

The thesis entitled “Synergistic solvent extraction of Thorium(IV) and Uranium(VI) with β-diketones in presence of oxo-donors” embodies the results of the investigations carried out on the extraction of thorium(IV) an uranium(VI) with heterocyclic β-diketones in the presence and absence of various macrocyclic ligands and neutral organophosphorus extractants. The objective of this work is to generate the knowledge base to achieve better selectivity between thorium(IV) and uranium(VI) by understanding the interactions of crown ethers or neutral organophosphorus extractants with metal-heterocyclic β-diketonate complexes. Para-substituted 1-phenyl-3-methyl-4-aroyl-5-pyrazolones, namely,1-phenyl-3-methyl-4-(4-fluorobenzoyl)-5-pyrazolone (HPMFBP) and 1-phenyl-3-methyl-4-(4-toluoyl)-5-pyrazolone (HPMTP) were synthesized and characterized by elemental analysis, IR and H NMR spectral data. The synthesized ligands have been utilized for the extraction of thorium(IV) and uranium(VI) from nitric acid solutions in the presence and absence of various crown ethers. Thorium(IV) and uranium(VI) complexes with HPMPP(1-Phenyl-3-methyl-4-pivaloyl-5-pyrazolone) and neutral organophosphorus extractants were synthesized and characterized by IR and P NMR spectral data to further understand the interactions of neutral organophosphorus extractants with metal-chelates. Solid complexes of thorium(IV) and uranium(VI) with para-substituted 4-aroyl-5-isoxazolones and crown ethers were isolated and characterized by various spectroscopic techniques to further clarify the nature of the extracted complexes.

Quadrupole moments of radium isotopes from the 7p^2P_3/2 hyperfine structure in Ra II

The hyperfine structure and isotope shift of ^{221- 226}Ra and ^{212, 214}Ra have been measured in the ionic (Ra 11) transition 7s^2 S_{1/2} - 7p ^2 P_{3/2} (\lamda = 381.4 nm). The method of on-line collinear fast-beam laser spectroscopy has been applied using frequency-doubling of cw dye laser radiation in an external ring cavity. The magnetic hyperfine fields are compared with semi-empirical and ab initio calculations. The analysis of the quadrupole splitting by the same method yields the following, improved values of spectroscopic quadrupole moments: Q_s(^221 Ra)= 1.978(7)b, Q_s (^223 Ra)= 1.254(3)b and the reanalyzed values Q_s(^209 Ra) = 0.40(2)b, Q_s(^211 Ra) = 0.48(2)b, Q_s(^227 Ra)= 1.58(3)b, Q_s (^229 Ra) = 3.09(4)b with an additional scaling uncertainty of ±5%. Furthermore, the J-dependence of the isotope shift is analyzed in both Ra II transitions connecting the 7s^2 S_{1/2} ground state with the first excited doublet 7p^ P_{1/2} and 7p^ P_{3/2}.

Establishing Winter Origins of Migrating Lesser Snow Geese Using Stable Isotopes

Increases in Snow Goose (Chen caerulescens) populations and large-scale habitat changes in North America have contributed to the concentration of migratory waterfowl on fewer wetlands, reducing resource availability, and enhancing risks of disease transmission. Predicting wintering locations of migratory individuals is critical to guide wildlife population management and habitat restoration. We used stable carbon (δ13C), nitrogen (δ15N), and hydrogen (δ2H) isotope ratios in muscle tissue of wintering Snow Geese to discriminate four major wintering areas, the Playa Lake Region, Texas Gulf Coast, Louisiana Gulf Coast, and Arkansas, and infer the wintering locations of individuals collected later during the 2007 and 2008 spring migrations in the Rainwater Basin (RWB) of Nebraska. We predicted the wintering ground derivation of migrating Snow Geese using a likelihood-based approach. Our three-isotope analysis provided an efficient discrimination of the four wintering areas. The assignment model predicted that 53% [95% CI: 37-69] of our sample of Snow Geese from the RWB in 2007 had most likely originated in Louisiana, 38% [23-54] had wintered on Texas Gulf Coast, and 9% [0-20] in Arkansas; the assessment suggested that 89% [73-100] of our 2008 sample had most likely come from Texas Gulf Coast, 9% [0-27] from Louisiana Gulf Coast, and 2% [0-9] from Arkansas. Further segregation of wintering grounds and additional sampling of spring migrating Snow Geese would refine overall assignment and help explain interannual variations in migratory connectivity. The ability to distinguish origins of northbound geese can support the development of spatially-adaptive management strategies for the midcontinent Snow Goose population. Establishing migratory connectivity using isotope assignment techniques can be extended to other waterfowl species to determine critical habitat, evaluate population energy requirements, and inform waterfowl conservation and management strategies.

Isotopes and individuals: diet and mobility among the medieval Bishops of Whithorn

Stable isotopes get personal in this analysis of burials at a medieval cathedral. Compared with the local meat-eating rank and file, those people identified as bishops consumed significantly more fish and were incomers from the east. These results, while not so surprising historically, lend much increased confidence that isotope analysis can successfully read the status and mobility of individuals in a cemetery.

The effect of aqueous diffusion on the fractionation of chlorine and bromine stable isotopes

Diffusive isotopic fractionation factors are important in order to understand natural processes and have practical application in radioactive waste storage and carbon dioxide sequestration. We determined the isotope fractionation factors and the effective diffusion coefficients of chloride and bromide ions during aqueous diffusion in polyacrylamide gel. Diffusion was determined as functions of temperature, time and concentration. The effect of temperature is relatively large on the diffusion coefficient (D) but only small on isotope fractionation. For chlorine, the ratio, D-35cl/D-37cl varied from 1.00128 +/- 0.00017 (1 sigma) at 2 degrees C to 1.00192 +/- 0.00015 at 80 degrees C. For bromine, D-79Br/D-81Br varied from 1.00098 +/- 0.00009 at 2 degrees C to 1.0064 +/- 0.00013 at 21 degrees C and 1.00078 +/- 0.00018 (1 sigma) at 80 degrees C. There were no significant effects on the isotope fractionation due to concentration. The lack of sensitivity of the diffusive isotope fractionation to anything at the most common temperatures (0 to 30 C) makes it particularly valuable for application to understanding processes in geological environments and an important natural tracer in order to understand fluid transport processes. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Assessing the sources and magnitude of diurnal nitrate variability in the San Joaquin River (California) with an in-situ optical nitrate sensor and dual nitrate isotopes

We investigated diurnal nitrate (NO3-) concentration variability in the San Joaquin River using an in situ optical NO3- sensor and discrete sampling during a 5-day summer period characterized by high algal productivity. Dual NO3- isotopes (delta N-15(NO3) and delta O-18(NO3)) and dissolved oxygen isotopes (delta O-18(DO)) were measured over 2 days to assess NO3- sources and biogeochemical controls over diurnal time-scales. Concerted temporal patterns of dissolved oxygen (DO) concentrations and delta O-18(DO) were consistent with photosynthesis, respiration and atmospheric O-2 exchange, providing evidence of diurnal biological processes independent of river discharge. Surface water NO3- concentrations varied by up to 22% over a single diurnal cycle and up to 31% over the 5-day study, but did not reveal concerted diurnal patterns at a frequency comparable to DO concentrations. The decoupling of delta N-15(NO3) and delta O-18(NO3) isotopes suggests that algal assimilation and denitrification are not major processes controlling diurnal NO3- variability in the San Joaquin River during the study. The lack of a clear explanation for NO3- variability likely reflects a combination of riverine biological processes and time-varying physical transport of NO3- from upstream agricultural drains to the mainstem San Joaquin River. The application of an in situ optical NO3- sensor along with discrete samples provides a view into the fine temporal structure of hydrochemical data and may allow for greater accuracy in pollution assessment.