The potential of microbial ecological indicators to guide ecosophisticated management of hydrocarbon-contaminated soils

Soil is an unrenewable natural resource under increasing anthropogenic pressure. One of the main threats to soils, compromising their ability to provide us with the goods and ecosystem services we expect, is pollution. Oil hydrocarbons are the most common soil contaminants, and they disturb not just the biota but also the physicochemical properties of soils. Indigenous soil micro-organisms respond rapidly to changes in the soil ecosystem, and are chronically in direct contact with the hydrophobic pollutants on the soil surfaces. Soil microbial variables could thus serve as an intrinsically relevant indicator of soil quality, to be used in the ecological risk assessment of contaminated and remediated soils. Two contrasting studies were designed to investigate soil microbial ecological responses to hydrocarbons, together with parallel changes in soil physicochemical and ecotoxicological properties. The aim was to identify quantitative or qualitative microbiological variables that would be practicable and broadly applicable for the assessment of the quality and restoration of oil-polluted soil. Soil bacteria commonly react on hydrocarbons as a beneficial substrate, which lead to a positive response in the classical microbiological soil quality indicators; negative impacts were accurately reflected only after severe contamination. Hydrocarbon contaminants become less bioavailable due to weathering processes, and their potentially toxic effects decrease faster than the total concentration. Indigenous hydrocarbon degrader bacteria, naturally present in any terrestrial environment, use specific mechanisms to improve access to the hydrocarbon molecules adsorbed on soil surfaces. Thus when contaminants are unavailable even to the specialised degraders, they should pose no hazard to other biota either. Change in the ratio of hydrocarbon degrader numbers to total microbes was detected to predictably indicate pollutant effects and bioavailability. Also bacterial diversity, a qualitative community characteristic, decreased as a response to hydrocarbons. Stabilisation of community evenness, and community structure that reflected clean reference soil, indicated community recovery. If long-term temporal monitoring is difficult and appropriate clean reference soil unavailable, such comparison could possibly be based on DNA-based community analysis, reflecting past+present, and RNA-based community analysis, showing exclusively present conditions. Microbial ecological indicators cannot replace chemical oil analyses, but they are theoretically relevant and operationally practicable additional tools for ecological risk assessment. As such, they can guide ecologically informed and sustainable ecosophisticated management of oil-contaminated lands.

Microbial identification by detection of ligation probes on DNA microarray

Microbes in natural and artificial environments as well as in the human body are a key part of the functional properties of these complex systems. The presence or absence of certain microbial taxa is a correlate of functional status like risk of disease or course of metabolic processes of a microbial community. As microbes are highly diverse and mostly notcultivable, molecular markers like gene sequences are a potential basis for detection and identification of key types. The goal of this thesis was to study molecular methods for identification of microbial DNA in order to develop a tool for analysis of environmental and clinical DNA samples. Particular emphasis was placed on specificity of detection which is a major challenge when analyzing complex microbial communities. The approach taken in this study was the application and optimization of enzymatic ligation of DNA probes coupled with microarray read-out for high-throughput microbial profiling. The results show that fungal phylotypes and human papillomavirus genotypes could be accurately identified from pools of PCR amplicons generated from purified sample DNA. Approximately 1 ng/μl of sample DNA was needed for representative PCR amplification as measured by comparisons between clone sequencing and microarray. A minimum of 0,25 amol/μl of PCR amplicons was detectable from amongst 5 ng/μl of background DNA, suggesting that the detection limit of the test comprising of ligation reaction followed by microarray read-out was approximately 0,04%. Detection from sample DNA directly was shown to be feasible with probes forming a circular molecule upon ligation followed by PCR amplification of the probe. In this approach, the minimum detectable relative amount of target genome was found to be 1% of all genomes in the sample as estimated from 454 deep sequencing results. Signal-to-noise of contact printed microarrays could be improved by using an internal microarray hybridization control oligonucleotide probe together with a computational algorithm. The algorithm was based on identification of a bias in the microarray data and correction of the bias as shown by simulated and real data. The results further suggest semiquantitative detection to be possible by ligation detection, allowing estimation of target abundance in a sample. However, in practise, comprehensive sequence information of full length rRNA genes is needed to support probe design with complex samples. This study shows that DNA microarray has the potential for an accurate microbial diagnostic platform to take advantage of increasing sequence data and to replace traditional, less efficient methods that still dominate routine testing in laboratories. The data suggests that ligation reaction based microarray assay can be optimized to a degree that allows good signal-tonoise and semiquantitative detection.

DNA Free Energy-Based Promoter Prediction and Comparative Analysis of Arabidopsis and Rice Genomes

The cis-regulatory regions on DNA serve as binding sites for proteins such as transcription factors and RNA polymerase. The combinatorial interaction of these proteins plays a crucial role in transcription initiation, which is an important point of control in the regulation of gene expression. We present here an analysis of the performance of an in silico method for predicting cis-regulatory regions in the plant genomes of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) and rice (Oryza sativa) on the basis of free energy of DNA melting. For protein-coding genes, we achieve recall and precision of 96% and 42% for Arabidopsis and 97% and 31% for rice, respectively. For noncoding RNA genes, the program gives recall and precision of 94% and 75% for Arabidopsis and 95% and 90% for rice, respectively. Moreover, 96% of the false-positive predictions were located in noncoding regions of primary transcripts, out of which 20% were found in the first intron alone, indicating possible regulatory roles. The predictions for orthologous genes from the two genomes showed a good correlation with respect to prediction scores and promoter organization. Comparison of our results with an existing program for promoter prediction in plant genomes indicates that our method shows improved prediction capability.

An Accurate Model for EESM and its Application to Analysis of CQI Feedback Schemes and Scheduling in LTE

The Effective Exponential SNR Mapping (EESM) is an indispensable tool for analyzing and simulating next generation orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based wireless systems. It converts the different gains of multiple subchannels, over which a codeword is transmitted, into a single effective flat-fading gain with the same codeword error rate. It facilitates link adaptation by helping each user to compute an accurate channel quality indicator (CQI), which is fed back to the base station to enable downlink rate adaptation and scheduling. However, the highly non-linear nature of EESM makes a performance analysis of adaptation and scheduling difficult; even the probability distribution of EESM is not known in closed-form. This paper shows that EESM can be accurately modeled as a lognormal random variable when the subchannel gains are Rayleigh distributed. The model is also valid when the subchannel gains are correlated in frequency or space. With some simplifying assumptions, the paper then develops a novel analysis of the performance of LTE's two CQI feedback schemes that use EESM to generate CQI. The comprehensive model and analysis quantify the joint effect of several critical components such as scheduler, multiple antenna mode, CQI feedback scheme, and EESM-based feedback averaging on the overall system throughput.

Analysis of MAC protocols with correlation receiver for optical CDMA networks – part I

In this paper optical code-division multiple-access (O-CDMA) packet network is considered. Two types of random access protocols are proposed for packet transmission. In protocol 1, all distinct codes and in protocol 2, distinct codes as well as shifted versions of all these codes are used. O-CDMA network performance using optical orthogonal codes (OOCs) 1-D and twodimensional (2-D) wavelength/time single-pulse-per-row (W/TSPR) codes are analyzed. The main advantage of using 2-D codes instead of one-dimensional (1-D) codes is to reduce the errors due to multiple access interference among different users. In this paper, correlation receiver is considered in the analysis. Using analytical model, we compute and compare packet-success probability for 1-D and 2-D codes in an O-CDMA network and the analysis shows improved performance with 2-D codes as compared to 1-D codes.

Indicator-based urban sustainability-A review

Sustainability has emerged as one of the important planning concepts from its beginnings in economics and ecological thinking, and has widely been applied to assessing urban development. Different methods, techniques and instruments for urban sustainability assessment that help determine how cities can become more sustainable have emerged over a period of time. Among these, indicator-based approaches contribute to building of sustainable self-regulated systems that integrate development and environment protection. Hence, these provide a solid foundation for decision-making at all levels and are being increasingly used. The present paper builds on the background of the available literature and suggests the need for benchmarking indicator-based approach in a given urban area and incorporating various local issues, thus enhancing the long-term sustainability of cities which can be developed by introducing sustainability indicators into the urban planning process. (C) 2013 International Energy Initiative. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Performance Evaluation of Underground Mine Communication and Monitoring Devices: Case Studies

Communication and environmental monitoring play a major role in underground mining both from production and safety point of view. However, underground mining communication as well as monitoring devices encounter several challenges because of the nature of underground features and characteristics. Lack of real time information from underground workings may hamper production and create serious safety risks. Proper communication and monitoring devices are inevitable requirements for better production and improved safety. Communication and environmental monitoring devices are basic element of underground mine infrastructure. This paper describes the performance of communication and monitoring devices being used in underground mines. An attempt has been made to assess the safety risks by these devices which may dictate future research directions.

Redes neuronales artificiales aplicadas al análisis de datos en ingeniería ambiental e impacto ambiental

Resumen: Se realiza una revisión sobre los antecedentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) como método de análisis de bases de datos medioambientales, aplicado en las diversas áreas de la Ingeniería Ambiental en general y de Impacto Ambiental en particular. Se describe como ejemplo, la aplicación de RNA en los algoritmos de inversión de datos obtenidos por sensado remoto satelital, para la medición de variables geofísicas

Análisis exergético de planta de cogeneración con generación directa de vapor de proceso

[ES]La empresa de ingeniería SENER Ingeniería y sistemas S.A. tiene una larga experiencia en el desarrollo, diseño y construcción de plantas de cogeneración. La aplicación del análisis exergético a las plantas permite optimizar la eficiencia y reducir los costes. Este método basado en la exergía analiza si los recursos se utilizan de forma eficiente y proporciona las herramientas necesarias para mejorar su utilización. Este trabajo realiza dicho análisis exergético para posteriormente analizar los resultados y proponer mejoras para aumentar la eficiencia de la planta.

A invenção do Padre: genealogia da subjetivação clerial em seminários católicos

A presente pesquisa investiga a produção de subjetividade em seminários católicos. Por meio de diversos teóricos, girando em torno do eixo conceitual da Análise Institucional (em sua vertente socioanalítica e, principalmente, esquizoanalítica), pesquisou-se um importante seminário católico diocesano na região Sudeste, um dos primeiros fundados no Brasil. Um seminário é a instituição de internato em que muitos homens vivem, estudam e trabalham, durante oito anos em média, para se tornarem padres. Nossa pesquisa de campo utilizou-se da observação participante, oriunda da antropologia e sociologia, em diversas visitas ao estabelecimento, durante as quais fomos autorizados a participar de todas as atividades dos 110 seminaristas internos. Em seguida, alguns seminaristas, de todas as etapas da formação, e todos os 5 padres formadores foram entrevistados. Recorremos a entrevistas abertas de história de vida, segundo os procedimentos da História Oral italiana. Guiados pela distinção da filosofia de Spinoza de três gêneros de conhecimento, buscamos dramatizar a formação clerical em três níveis de compreensão: os Signos ou afectos, as Noções ou conceitos, as Essências ou perceptos. Por meio dessa trajetória, constatamos o predomínio da dimensão do instituído e de uma modelização homogeneizadora de tipo romana, resultando em que os clérigos ali formados se fechem em uma identidade sacerdotal claramente identificável e encapsulada na obediência aos centros de poder eclesiais: a Cúria romana, a Mitra diocesana e a Paróquia. Busca-se, na formação, reproduzir a subjetividade serializada segundo um Modelo sacerdotal institucionalizado, no qual as dimensões litúrgica e disciplinar são ressaltadas, em detrimento das dimensões místico-políticas sendo a perseguição à Teologia da Libertação um importante analisador dessa característica. A constante vigilância da pureza doutrinal, litúrgica, organizacional e teológica indicou-nos a pressão em reprimir a dimensão místico-profética, que range, querendo se expressar. Em vista disso, bem como de inúmeros outros analisadores, conceitos e personagens produzidos ao longo da pesquisa, pudemos constatar que o desejo clerical, modulado na formação seminarística, oscila entre dois pólos: um pólo sacerdotal-romano-paranóico e um pólo profético-libertador-esquizo. No primeiro, há redução à identidade hegemônica nascida nos centros de poder eclesiais, fechando-se à diferença, na busca de um projeto de imortalidade frente às intempéries da vida e transformações da História, produzindo práticas hierárquicas a partir de um pensamento de caráter transcendente, representativo. No segundo pólo, há busca de singularização, nascida do seguimento a Jesus, o conseqüente compromisso com os menores e excluídos dentro e fora da Igreja e o processo inerente a esta produção de sentido, criando-se, em conseqüência, uma radical imanentização da vida cristã e de seus pólos e transcendências: material/espiritual, fé/vida, Igreja/Mundo, mística/política. O seminário pesquisado, indicador das transformações micropolíticas da Igreja contemporânea, produz hegemonicamente um desejo sacerdotal-romano-paranóico, forjando funcionários do poder da Igreja, burocratas do aparelho de Estado romano, aplicadores de suas rubricas litúrgicas e normas doutrinais e morais, e não profetas do Reino de Deus, máquinas de guerra libertadoras quanto a tudo o que oprime a potência da vida e suas inauditas expressões singulares.

Aquaculture, fisheries, poverty and food security

Fisheries and aquaculture play important roles in providing food and income in many developing countries, either as a stand-alone activity or in association with crop agriculture and livestock rearing. The aim of this paper is to identify how these contributions of fisheries and aquaculture to poverty reduction and food security can be enhanced while also addressing the need for a sustainability transition in over-exploited and over-capitalized capture fisheries, and for improved environmental performance and distributive justice in a rapidly growing aquaculture sector. The focus of the paper is on the poverty and food security concerns of developing countries, with an emphasis on the least developed. The emphasis is on food security rather than poverty reduction policies and strategies, although the two are of course related. The food security agenda is very much to the fore at present; fish prices rose along with other food prices in 2007-8 and as fish provide important nutritional benefits to the poor, food security has become a primary concern for sector policy.

Indicadores de Sostenibilidad

El objetivo de este trabajo se centra en el estudio de los indicadores para evaluar las políticas en el marco del Desarrollo Humano Sostenible. Para ello, comenzamos introduciendo el marco conceptual en el que se ubica el concepto de Desarrollo Humano Sostenible y exponiendo las razones de nuestro estudio. Posteriormente, revisamos la literatura en torno a los indicadores de sostenibilidad, con el fin de establecer el marco teórico en el que encuadrar la construcción de éstas. A continuación, analizamos las principales experiencias internacionales de trabajo y realizamos un análisis de algunas experiencias españolas concretas, tratando de sintetizar los aspectos clave que se observan en este tipo de herramientas. Por último, finalizamos con un epígrafe destinado a exponer las conclusiones obtenidas de este análisis, donde discutimos las oportunidades y aspectos de mejora que deben tenerse en consideración a la hora de definir unos buenos indicadores de sostenibilidad.

O ensino da produção textual: entre as teorias linguísticas e os materiais didáticos

Este trabalho pretende comparar o ensino da produção textual em livros didáticos do português (LDP) e em apostilas escolares (AE), as quais hoje apontam para uma opção mercadológica de mercantilização do conhecimento escolar brasileiro. Como metodologia da pesquisa, optamos por um levantamento diacrônico sobre o ensino de Língua Portuguesa no Brasil, apresentando um histórico do LD como suporte de ensino e de aprendizagem da disciplina, para analisarmos os impactos das teorias linguísticas modernas, sobretudo, no que diz respeito aos gêneros discursivos (cf. Bakhtin, 2003), e dos PCN/PCNEM no ensino da produção de textos em sala de aula. Em virtude das modificações recentemente propostas pelo Exame Nacional de Ensino Médio (ENEM) e dos seus impactos na abordagem escolar da Produção Textual (PT), delimitamos nossa análise ao gênero dissertação escolar (DE), conhecido genericamente como redação escolar (RE), o mais cobrado em concursos e vestibulares brasileiros, traçando um recorte desde o período pós-Ditadura até as recentes propostas semióticas de abordagem do gênero (BARTHES, 1975; SANTAELLA, 2009; SIMÕES, 2009). Nossa perspectiva é, à guisa das mudanças ideológicas envolvidas na mudança de abordagem do ensino de RE para PT, apontar como LDP, tradicionalmente adotados em escolas públicas, e AE, contemporaneamente preferidas por dirigentes de escolas particulares, comportam-se frente a quatro eixos fundamentais para a prática docente do ensino da dissertação escolar: concepções teóricas adotadas, metodologia do ensino de DE, fundamentação teórico-metodológica dos professores e propostas de avaliação. Feita a análise contrastiva, o trabalho apontará aspectos divergentes e convergentes desse ensino, contextualizando o papel docente como mediador diante dos conflitos pedagógicos surgidos no decorrer da educação básica

Proposição de um indicador global de funcionalidade operacional para sistemas de processamento primário em instalações marítimas de produção de petróleo: estudo de caso para o sistema de separação e tratamento de óleo

Este texto verificou o tema de monitoramento de processos de produção de petróleo em plataformas no mar de forma a propor indicadores globais para monitoramento da funcionalidade dos equipamentos que envolvem estes processos, permitindo a antecipação da tomada de decisão sobre suas eminentes quedas de disponibilidade. Para tal, buscando conhecer as áreas envolvidas na gestão de uma plataforma de petróleo no mar, foram identificados os principais sistemas relacionados ao processo de produção de petróleo e optou-se pelo Sistema de Separação e Tratamento de Óleo para desenvolvimento e validação dos indicadores propostos. O Indicador Global de Funcionalidade Operacional (IGFO) foi desenvolvido a partir dos dados disponíveis para monitoramento dos processos de produção de petróleo, focado nas visões das principais áreas envolvidas na gestão da plataforma. Este indicador foi elaborado com objetivo de simplificar a análise dos processos, permitindo assim aferir o desempenho das ações de monitoramento de processos em plataformas de petróleo, de modo a atuar de forma antecipativa, contribuindo com a identificação e a disseminação das melhores práticas de manutenção preditiva. Neste aspecto, os indicadores na forma de normalização utilizada permitem comparações em diversos níveis, tanto em relação as plataformas dentro de uma empresa, como plataformas de empresas diferentes. Os indicadores globais propostos obtiveram resultados que permitiram avaliar a queda de funcionalidade dos equipamentos do Sistema de Separação e Tratamento de Óleo durante o período avaliado, servindo de base para identificação das causas das falhas destes equipamentos. Assim sendo, pôde-se perceber que a utilização dos indicadores globais identificados pode responder com sucesso às necessidades propostas

Estudo dos efeitos da radioterapia no tecido cardíaco e sua associação com o metabolismo energético

Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas envolvidas no metabolismo energético de carboidratos, lipídeos e da fosfocreatina. De forma geral, o estudo mostrou que a irradiação cardíaca prejudica o processo de síntese energética, conduzindo a um déficit da taxa respiratória mitocondrial como efeito tardio. Tal evento pode culminar em disfunções mecânicas no coração, caracterizando o desenvolvimento de doenças cardíacas radioinduzidas.