Development of Ramulosis Disease of Cotton Under Controlled Environment and Field Conditions

Colletotrichum gossypii var. cephalosporioides, the fungus that causes ramulosis disease of cotton, is widespread in Brazil and can cause severe yield loss. Because weather conditions greatly affect disease development, the objective of this work was to develop weather-based models to assess disease favorability. Latent period, incidence, and severity of ramulosis symptoms were evaluated in controlled environment experiments using factorial combinations of temperature (15, 20, 25, 30, and 35 degrees C) and leaf wetness duration (0, 4, 8, 16, 32, and 64 h after inoculation). Severity was modeled as an exponential function of leaf wetness duration and temperature. At the optimum temperature of disease development, 27 degrees C, average latent period was 10 days. Maximum ramulosis severity occurred from 20 to 30 degrees C, with sharp decreases at lower and higher temperatures. Ramulosis severity increased as wetness periods were increased from 4 to 32 h. In field experiments at Piracicaba, Sao Paulo State, Brazil, cotton plots were inoculated (10(5) conidia ml(-1)) and ramulosis severity was evaluated weekly. The model obtained from the controlled environment study was used to generate a disease favorability index for comparison with disease progress rate in the field. Hourly measurements of solar radiation, temperature, relative humidity, leaf wetness duration, rainfall, and wind speed were also evaluated as possible explanatory variables. Both the disease favorability model and a model based on rainfall explained ramulosis growth rate well, with R(2) of 0.89 and 0.91, respectively. They are proposed as models of ramulosis development rate on cotton in Brazil, and weather-disease relationships revealed by this work can form the basis of a warning system for ramulosis development.

Risk Factors for Visual Field Progression in Treated Glaucoma

Objective: To determine intraocular pressure (IOP)-dependent and IOP-independent variables associated with visual field (VF) progression in treated glaucoma. Design: Retrospective cohort of the Glaucoma Progression Study. Methods: Consecutive, treated glaucoma patients with repeatable VF loss who had 8 or more VF examinations of either eye, using the Swedish Interactive Threshold Algorithm (24-2 SITA-Standard, Humphrey Field Analyzer II; Carl Zeiss Meditec, Inc, Dublin, California), during the period between January 1999 and September 2009 were included. Visual field progression was evaluated using automated pointwise linear regression. Evaluated data included age, sex, race, central corneal thickness, baseline VF mean deviation, mean follow-up IOP, peak IOP, IOP fluctuation, a detected disc hemorrhage, and presence of beta-zone parapapillary atrophy. Results: We selected 587 eyes of 587 patients (mean [SD] age, 64.9 [13.0] years). The mean (SD) number of VFs was 11.1 (3.0), spanning a mean (SD) of 6.4 (1.7) years. In the univariable model, older age (odds ratio [OR], 1.19 per decade; P = .01), baseline diagnosis of exfoliation syndrome (OR, 1.79; P = .01), decreased central corneal thickness (OR, 1.38 per 40 mu m thinner; P < .01), a detected disc hemorrhage (OR, 2.31; P < .01), presence of beta-zone parapapillary atrophy (OR, 2.17; P < .01), and all IOP parameters (mean follow-up, peak, and fluctuation; P < .01) were associated with increased risk of VF progression. In the multivariable model, peak IOP (OR, 1.13; P < .01), thinner central corneal thickness (OR, 1.45 per 40 mu m thinner; P < .01), a detected disc hemorrhage (OR, 2.59; P < .01), and presence of beta-zone parapapillary atrophy (OR, 2.38; P < .01) were associated with VF progression. Conclusions: IOP-dependent and IOP-independent risk factors affect disease progression in treated glaucoma. Peak IOP is a better predictor of progression than is IOP mean or fluctuation.

Discrete teleportation protocol of continuum spectra field states

A discrete protocol for teleportation of superpositions of coherent states of optical-cavity fields is presented. Displacement and parity operators are unconventionally used in Bell-like measurement for field states.

Numerical study of hydrogenic effective mass theory for an impurity P donor in Si in the presence of an electric field and interfaces

In this paper we examine the effects of varying several experimental parameters in the Kane quantum computer architecture: A-gate voltage, the qubit depth below the silicon oxide barrier, and the back gate depth to explore how these variables affect the electron density of the donor electron. In particular, we calculate the resonance frequency of the donor nuclei as a function of these parameters. To do this we calculated the donor electron wave function variationally using an effective-mass Hamiltonian approach, using a basis of deformed hydrogenic orbitals. This approach was then extended to include the electric-field Hamiltonian and the silicon host geometry. We found that the phosphorous donor electron wave function was very sensitive to all the experimental variables studied in our work, and thus to optimize the operation of these devices it is necessary to control all parameters varied in this paper.

Performance indexes of a dot-enzime-linked immunosorbent assay (dot-ELISA) and an ezyme-linked immunosorbent assay (IgG-ELISA) for field surveys of new world leishmaniasis

Diagnostic performance indexes of sensitivity, specificity, positive predictive value and efficiency were determined for dot-ELISA and IgG-ELISA tests in 340 leishmaniasis sera. Sensitivity of the dot-ELISA was significantly lower than IgG-ELISA's; the two tests had indexes of specificity and positive predictive value of the same magnitude. Seventy-eight sera gave a negative dot-ELISA test result and a positive IgG-ELISA test result. When sera were classified according to different criteria as how to interpret this diversity, the kappa statistic did not corroborate the classification indicating that the two tests display a substantial strength of agreement. The results presented indicate that performance indexes accrued in a survey where variables arc well known may be extrapolated to other population studies if the disease presents itself as highly prevalent (due to a selection bias or not) and may be expected to discriminate a disease status among test positives.

Evolution of reputation in networks: A mean field game approach

This work models the competitive behaviour of individuals who maximize their own utility managing their network of connections with other individuals. Utility is taken as a synonym of reputation in this model. Each agent has to decide between two variables: the quality of connections and the number of connections. Hence, the reputation of an individual is a function of the number and the quality of connections within the network. On the other hand, individuals incur in a cost when they improve their network of contacts. The initial value of the quality and number of connections of each individual is distributed according to an initial (given) distribution. The competition occurs over continuous time and among a continuum of agents. A mean field game approach is adopted to solve the model, leading to an optimal trajectory for the number and quality of connections for each individual.

Homogenization of scalar field cosmologies

We summarise recent results about the evolution of linear density perturbations in scalar field cosmologies with an exponential potential. We use covariant and gauge invariant perturbation variables and a dynamical systems' approach. We establish under what conditions do the perturbations decay to the future in agreement with the cosmic no-hair conjecture.

Spatial and temporal distribution of Pseudis minuta (Anura, Hylidae, Hylinae) and environmental variables related to its reproductive activity in Reserva Biológica do Lami, southern Brazil

We studied the reproductive biology of a population of Pseudis minuta Günther, 1858 from Reserva Biológica do Lami (30º 15' S; 51º 05' W), Porto Alegre, southern Brazil. We assessed the spatial and temporal distribution of individuals (males, females, juveniles) and explored potential relationships with environmental variables. Field activities encompassed bimonthly surveys in three semi-permanent ponds, each one during approximately two days and two nights, from August 2004 to July 2005. We recorded differences in the sites used by males, females and juveniles, with males occupying deeper and more distant places from the border. The temporal distributions of individuals, calling sites and amplectant pairs indicated that the reproductive activity of P. minuta is related to some of the studied abiotic factors. Calling males presented statistical differences in relation to non-calling males for all daily abiotic variables analyzed (air temperature, water temperature, relative humidity and rainfall), as well as to monthly temperature and rainfall. The number of active males, females and juveniles was influenced by at least one of the daily or monthly environmental variables analyzed. We conclude that the reproduction in this species is seasonal and may be partially determined by abiotic factors.

Partner Selection into Policy Relevant Field Experiments

This study investigates the issue of self-selection of stakeholders into participation and collaboration in policy-relevant experiments. We document and test the implications of self-selection in the context of randomised policy experiment we conducted in primary schools in the UK. The main questions we ask are (1) is there evidence of selection on key observable characteristics likely to matter for the outcome of interest and (2) does selection matter for the estimates of treatment eff ects. The experimental work consists in testing the e ffects of an intervention aimed at encouraging children to make more healthy choices at lunch. We recruited schools through local authorities and randomised schools across two incentive treatments and a control group. We document the selection taking place both at the level of local authorities and at the school level. Overall we nd mild evidence of selection on key observables such as obesity levels and socio-economic characteristics. We find evidence of selection along indicators of involvement in healthy lifestyle programmes at the school level, but the magnitude is small. Moreover, We do not find signifi cant di erences in the treatment e ffects of the experiment between variables which, albeit to a mild degree, are correlated with selection into the experiment. To our knowledge, this is the rst study providing direct evidence on the magnitude of self-selection in fi eld experiments.

Scaling of semivariograms and the kriging estimation of field-measured properties

Two methods were evaluated for scaling a set of semivariograms into a unified function for kriging estimation of field-measured properties. Scaling is performed using sample variances and sills of individual semivariograms as scale factors. Theoretical developments show that kriging weights are independent of the scaling factor which appears simply as a constant multiplying both sides of the kriging equations. The scaling techniques were applied to four sets of semivariograms representing spatial scales of 30 x 30 m to 600 x 900 km. Experimental semivariograms in each set successfully coalesced into a single curve by variances and sills of individual semivariograms. To evaluate the scaling techniques, kriged estimates derived from scaled semivariogram models were compared with those derived from unscaled models. Differences in kriged estimates of the order of 5% were found for the cases in which the scaling technique was not successful in coalescing the individual semivariograms, which also means that the spatial variability of these properties is different. The proposed scaling techniques enhance interpretation of semivariograms when a variety of measurements are made at the same location. They also reduce computational times for kriging estimations because kriging weights only need to be calculated for one variable. Weights remain unchanged for all other variables in the data set whose semivariograms are scaled.

Characterization of gravitational rock slope deformations at different spatial scales based on field, remote sensing and numerical approaches

Rock slope instabilities such as rock slides, rock avalanche or deep-seated gravitational slope deformations are widespread in Alpine valleys. These phenomena represent at the same time a main factor that control the mountain belts erosion and also a significant natural hazard that creates important losses to the mountain communities. However, the potential geometrical and dynamic connections linking outcrop and slope-scale instabilities are often unknown. A more detailed definition of the potential links will be essential to improve the comprehension of the destabilization processes and to dispose of a more complete hazard characterization of the rock instabilities at different spatial scales. In order to propose an integrated approach in the study of the rock slope instabilities, three main themes were analysed in this PhD thesis: (1) the inventory and the spatial distribution of rock slope deformations at regional scale and their influence on the landscape evolution, (2) the influence of brittle and ductile tectonic structures on rock slope instabilities development and (3) the characterization of hazard posed by potential rock slope instabilities through the development of conceptual instability models. To prose and integrated approach for the analyses of these topics, several techniques were adopted. In particular, high resolution digital elevation models revealed to be fundamental tools that were employed during the different stages of the rock slope instability assessment. A special attention was spent in the application of digital elevation model for detailed geometrical modelling of past and potential instabilities and for the rock slope monitoring at different spatial scales. Detailed field analyses and numerical models were performed to complete and verify the remote sensing approach. In the first part of this thesis, large slope instabilities in Rhone valley (Switzerland) were mapped in order to dispose of a first overview of tectonic and climatic factors influencing their distribution and their characteristics. Our analyses demonstrate the key influence of neotectonic activity and the glacial conditioning on the spatial distribution of the rock slope deformations. Besides, the volumes of rock instabilities identified along the main Rhone valley, were then used to propose the first estimate of the postglacial denudation and filling of the Rhone valley associated to large gravitational movements. In the second part of the thesis, detailed structural analyses of the Frank slide and the Sierre rock avalanche were performed to characterize the influence of brittle and ductile tectonic structures on the geometry and on the failure mechanism of large instabilities. Our observations indicated that the geometric characteristics and the variation of the rock mass quality associated to ductile tectonic structures, that are often ignored landslide study, represent important factors that can drastically influence the extension and the failure mechanism of rock slope instabilities. In the last part of the thesis, the failure mechanisms and the hazard associated to five potential instabilities were analysed in detail. These case studies clearly highlighted the importance to incorporate different analyses and monitoring techniques to dispose of reliable and hazard scenarios. This information associated to the development of a conceptual instability model represents the primary data for an integrated risk management of rock slope instabilities. - Les mouvements de versant tels que les chutes de blocs, les éboulements ou encore les phénomènes plus lents comme les déformations gravitaires profondes de versant représentent des manifestations courantes en régions montagneuses. Les mouvements de versant sont à la fois un des facteurs principaux contrôlant la destruction progressive des chaines orogéniques mais aussi un danger naturel concret qui peut provoquer des dommages importants. Pourtant, les phénomènes gravitaires sont rarement analysés dans leur globalité et les rapports géométriques et mécaniques qui lient les instabilités à l'échelle du versant aux instabilités locales restent encore mal définis. Une meilleure caractérisation de ces liens pourrait pourtant représenter un apport substantiel dans la compréhension des processus de déstabilisation des versants et améliorer la caractérisation des dangers gravitaires à toutes les échelles spatiales. Dans le but de proposer un approche plus globale à la problématique des mouvements gravitaires, ce travail de thèse propose trois axes de recherche principaux: (1) l'inventaire et l'analyse de la distribution spatiale des grandes instabilités rocheuses à l'échelle régionale, (2) l'analyse des structures tectoniques cassantes et ductiles en relation avec les mécanismes de rupture des grandes instabilités rocheuses et (3) la caractérisation des aléas rocheux par une approche multidisciplinaire visant à développer un modèle conceptuel de l'instabilité et une meilleure appréciation du danger . Pour analyser les différentes problématiques traitées dans cette thèse, différentes techniques ont été utilisées. En particulier, le modèle numérique de terrain s'est révélé être un outil indispensable pour la majorité des analyses effectuées, en partant de l'identification de l'instabilité jusqu'au suivi des mouvements. Les analyses de terrain et des modélisations numériques ont ensuite permis de compléter les informations issues du modèle numérique de terrain. Dans la première partie de cette thèse, les mouvements gravitaires rocheux dans la vallée du Rhône (Suisse) ont été cartographiés pour étudier leur répartition en fonction des variables géologiques et morphologiques régionales. En particulier, les analyses ont mis en évidence l'influence de l'activité néotectonique et des phases glaciaires sur la distribution des zones à forte densité d'instabilités rocheuses. Les volumes des instabilités rocheuses identifiées le long de la vallée principale ont été ensuite utilisés pour estimer le taux de dénudations postglaciaire et le remplissage de la vallée du Rhône lié aux grands mouvements gravitaires. Dans la deuxième partie, l'étude de l'agencement structural des avalanches rocheuses de Sierre (Suisse) et de Frank (Canada) a permis de mieux caractériser l'influence passive des structures tectoniques sur la géométrie des instabilités. En particulier, les structures issues d'une tectonique ductile, souvent ignorées dans l'étude des instabilités gravitaires, ont été identifiées comme des structures très importantes qui contrôlent les mécanismes de rupture des instabilités à différentes échelles. Dans la dernière partie de la thèse, cinq instabilités rocheuses différentes ont été étudiées par une approche multidisciplinaire visant à mieux caractériser l'aléa et à développer un modèle conceptuel trois dimensionnel de ces instabilités. A l'aide de ces analyses on a pu mettre en évidence la nécessité d'incorporer différentes techniques d'analyses et de surveillance pour une gestion plus objective du risque associée aux grandes instabilités rocheuses.

Revisiting Field Capacity (FC): variation of definition of FC and its estimation from pedotransfer functions

Taking into account the nature of the hydrological processes involved in in situ measurement of Field Capacity (FC), this study proposes a variation of the definition of FC aiming not only at minimizing the inadequacies of its determination, but also at maintaining its original, practical meaning. Analysis of FC data for 22 Brazilian soils and additional FC data from the literature, all measured according to the proposed definition, which is based on a 48-h drainage time after infiltration by shallow ponding, indicates a weak dependency on the amount of infiltrated water, antecedent moisture level, soil morphology, and the level of the groundwater table, but a strong dependency on basic soil properties. The dependence on basic soil properties allowed determination of FC of the 22 soil profiles by pedotransfer functions (PTFs) using the input variables usually adopted in prediction of soil water retention. Among the input variables, soil moisture content θ (6 kPa) had the greatest impact. Indeed, a linear PTF based only on it resulted in an FC with a root mean squared residue less than 0.04 m³ m-3 for most soils individually. Such a PTF proved to be a better FC predictor than the traditional method of using moisture content at an arbitrary suction. Our FC data were compatible with an equivalent and broader USA database found in the literature, mainly for medium-texture soil samples. One reason for differences between FCs of the two data sets of fine-textured soils is due to their different drainage times. Thus, a standardized procedure for in situ determination of FC is recommended.

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management

Albedo and estimates of net radiation for green beans under polyethylene cover and field conditions

This paper describes the albedo (r) and estimates of net radiation and global solar irradiance for green beans crop (Phaseolus vulgaris L.), cultivated in greenhouse with cover of polyethylene and field conditions, in Botucatu, SP, Brazil (22º 54' S; 48º 27' W; 850 m). The solar global irradiance (Rg) and solar reflected radiation (Rr) were used to estimate the albedo through the ratio between Rr and Rg. The diurnal curves of albedo were obtained for days with clear sky and partially cloudy conditions, for different phenological stages of the crop. The albedo ranged with the solar elevation, the environment and the phenological stages. The cloudiness range have almost no influence on the albedo diurnal amount. The estimation of radiation were made by linear regression, using the global solar irradiance (Rg) and net short-waves radiation (Rc) as independent variables. All estimates of radiation showed better adjustment for specific phenological periods compared to the entire crop growing cycle. The net radiation in the greenhouse has been estimated by the global solar irradiance measured at field conditions.

Field Evaluation of Quality Management Concrete, MLR-97-3, 1998

Quality management concrete allows the contractor to develop the mix design for the portland cement concrete. This research was initiated to gain knowledge about contractor mix designs. An experiment was done to determine the variation in cylinders, beams, and cores that could be used to test the strength of the contractor's mix. In addition, the contractor's cylinder strengths and gradations were analyzed for statistical stability and process capability. This research supports the following conclusions: (1) The mold type used to cast the concrete cylinders had an effect on the compressive strength of the concrete. The 4.5-in. by 9-in. (11.43-cm by 22.86-cm) cylinders had lower strength at a 95% confidence interval than the 4-in. by 8-in. (10.16-cm by 20.32-cm) and 6-in. by 12-in. (15.24-cm by 30.48-cm) cylinders. (2) The low vibration consolidation effort had the lowest strength of the three consolidation efforts. In particular, an interaction occurred between the low vibration effort and the 4.5-in. by 9-in. (11.43-cm by 22.86-cm) mold. This interaction produced very low compressive strengths when compared with the other consolidation efforts. (3) A correlation of 0.64 R-squared was found between the 28 day cylinder and 28 day compressive strengths. (4) The compressive strength results of the process control testing were not in statistical control. The aggregate gradations were mostly in statistical control. The gradation process was capable of meeting specification requirements. However, many of the sieves were off target. (5) The fineness modulus of the aggregate gradations did not correlate well with the strength of the concrete. However, this is not surprising considering that the gradation tests and the strength tests did not represent the same material. In addition, the concrete still has many other variables that will affect its strength that were not controlled.