Plasma-Arc Technology For The Thermal Treatment Of Chemical Wastes

Plasma-arc technology was developed to dispose of chemical wastes from a chemical plant by the Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences (CAS-IMECH). A pilot plant system with this technology was constructed to destroy two types of chemical wastes. The system included shredding, mixing, and feeding subsystems, a plasma-arc reactor of 150 kW, an off-gas burning subsystem, and a scrubbing subsystem. The additives (CaO, SiO2, and Fe) were added into the reactor to form vitrified slag and capture the hazardous elements. The molten slag was quickly quenched to form an amorphous glassy structure. A direct current (DC) experimental facility of 30kW with plasma-arc technology was also set up to study the pyrolysis process in the laboratory, and the experimental results showed the cooling speed is the most important factor for good vitrified structure of the slag. According to previous tests, the destruction and removal efficiency (DRE) for these chemical wastes was more than 99.999%, and the polychlorinated biphenyls (PCBs) concentration in the solid residues was in the range of 1.28 to 12.9mg/kg, which is far below the Chinese national emission limit for the hazardous wastes. A simplified electromagneto model for numerical simulation was developed to predict the temperature and velocity fields. This model can make satisfactory maximum temperature and velocity distributions in the arc region, as well as the results by the magneto hydrodynamic approach.

The formation mechanism of low leaching glassy slag during plasma arc vitrification treatment of fly ash

In this paper, the glass formation theory is applied to study the formation mechanism of the low leaching glassy slag during the process of plasma waste treatment. The research shows that SiO2 acts as network former to form a 3-dimensional Si-O tetrahedral network in which heavy metals are bonded or encapsulated, so the Si-O tetrahedron protect heavy metals against leaching from the vitrified slag or acid corrosion. For given chemical compositions of waste, the formation ability of the vitrified slag can be represented by the ratio of the whole oxygen ions to the whole network former ions in glass (O/Si) which is appropriate in the range of 2~3. A plasma arc reactor is used to conduct the vitrification experiments of two kinds of fly ashes with additives in which effects of various parameters including arc power, cooling speed, treatment temperature are studied. The chemical compositions of fly ashes are analyzed by X-ray fluorescence (XRF) spectrometry. The experimental results show that both cooling speed and O/Si have important influence on the formation of the vitrified slag, which is qualitatively in accordance with the predictions of the glass formation theory.

THE FORMATION MECHANISM OF THE VITRIFIED SLAG IN A PLASMA ARC REACTOR FOR HAZARDOUS WASTE TREATMENT

Various hazardous wastes with additives have been vitrified to investigate the formation mechanism of the glassy slag by a 30 kW DC plasma-arc reactor developed by the Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences. The average temperature in the reaction area is controlled at 1500°C. The chemical compositions of three sorts of fly ashes are analyzed by XRF (X-Ray Fluorescence). Fly ashes with vitrifying additives can be vitrified to form glassy slag, which show that the ratio of the whole oxygen ions to the whole network former ions in glass (R) is appropriate in the range of 2~3 to form durable vitrified slag. In this experiment, the arc power is controlled below 5 kW to inhibit waste evaporation. To enhance the effects of heat transfer to wastes, ferrous powder has been added into the graphite crucible, which aggregates as ingot below the molten silicate after vitrification. The slag fails to form glass if the quenching rate is less than 1 K/min. Therefore, the slag will break into small chips due to the sharp quenching rate, which is more than 100 K/sec.

A probabilistic treatment of uncertainty in nonlinear dynamical systems

In this work, computationally efficient approximate methods are developed for analyzing uncertain dynamical systems. Uncertainties in both the excitation and the modeling are considered and examples are presented illustrating the accuracy of the proposed approximations.

For nonlinear systems under uncertain excitation, methods are developed to approximate the stationary probability density function and statistical quantities of interest. The methods are based on approximating solutions to the Fokker-Planck equation for the system and differ from traditional methods in which approximate solutions to stochastic differential equations are found. The new methods require little computational effort and examples are presented for which the accuracy of the proposed approximations compare favorably to results obtained by existing methods. The most significant improvements are made in approximating quantities related to the extreme values of the response, such as expected outcrossing rates, which are crucial for evaluating the reliability of the system.

Laplace's method of asymptotic approximation is applied to approximate the probability integrals which arise when analyzing systems with modeling uncertainty. The asymptotic approximation reduces the problem of evaluating a multidimensional integral to solving a minimization problem and the results become asymptotically exact as the uncertainty in the modeling goes to zero. The method is found to provide good approximations for the moments and outcrossing rates for systems with uncertain parameters under stochastic excitation, even when there is a large amount of uncertainty in the parameters. The method is also applied to classical reliability integrals, providing approximations in both the transformed (independently, normally distributed) variables and the original variables. In the transformed variables, the asymptotic approximation yields a very simple formula for approximating the value of SORM integrals. In many cases, it may be computationally expensive to transform the variables, and an approximation is also developed in the original variables. Examples are presented illustrating the accuracy of the approximations and results are compared with existing approximations.

Statistical and econometric analysis of the treatment of HIV/AIDS

The epidemic of HIV/AIDS in the United States is constantly changing and evolving, starting from patient zero to now an estimated 650,000 to 900,000 Americans infected. The nature and course of HIV changed dramatically with the introduction of antiretrovirals. This discourse examines many different facets of HIV from the beginning where there wasn't any treatment for HIV until the present era of highly active antiretroviral therapy (HAART). By utilizing statistical analysis of clinical data, this paper examines where we were, where we are and projections as to where treatment of HIV/AIDS is headed.

Chapter Two describes the datasets that were used for the analyses. The primary database utilized was collected by myself from an outpatient HIV clinic. The data included dates from 1984 until the present. The second database was from the Multicenter AIDS Cohort Study (MACS) public dataset. The data from the MACS cover the time between 1984 and October 1992. Comparisons are made between both datasets.

Chapter Three discusses where we were. Before the first anti-HIV drugs (called antiretrovirals) were approved, there was no treatment to slow the progression of HIV. The first generation of antiretrovirals, reverse transcriptase inhibitors such as AZT (zidovudine), DDI (didanosine), DDC (zalcitabine), and D4T (stavudine) provided the first treatment for HIV. The first clinical trials showed that these antiretrovirals had a significant impact on increasing patient survival. The trials also showed that patients on these drugs had increased CD4+ T cell counts. Chapter Three examines the distributions of CD4 T cell counts. The results show that the estimated distributions of CD4 T cell counts are distinctly non-Gaussian. Thus distributional assumptions regarding CD4 T cell counts must be taken, into account when performing analyses with this marker. The results also show the estimated CD4 T cell distributions for each disease stage: asymptomatic, symptomatic and AIDS are non-Gaussian. Interestingly, the distribution of CD4 T cell counts for the asymptomatic period is significantly below that of the CD4 T cell distribution for the uninfected population suggesting that even in patients with no outward symptoms of HIV infection, there exists high levels of immunosuppression.

Chapter Four discusses where we are at present. HIV quickly grew resistant to reverse transcriptase inhibitors which were given sequentially as mono or dual therapy. As resistance grew, the positive effects of the reverse transcriptase inhibitors on CD4 T cell counts and survival dissipated. As the old era faded a new era characterized by a new class of drugs and new technology changed the way that we treat HIV-infected patients. Viral load assays were able to quantify the levels of HIV RNA in the blood. By quantifying the viral load, one now had a faster, more direct way to test antiretroviral regimen efficacy. Protease inhibitors, which attacked a different region of HIV than reverse transcriptase inhibitors, when used in combination with other antiretroviral agents were found to dramatically and significantly reduce the HIV RNA levels in the blood. Patients also experienced significant increases in CD4 T cell counts. For the first time in the epidemic, there was hope. It was hypothesized that with HAART, viral levels could be kept so low that the immune system as measured by CD4 T cell counts would be able to recover. If these viral levels could be kept low enough, it would be possible for the immune system to eradicate the virus. The hypothesis of immune reconstitution, that is bringing CD4 T cell counts up to levels seen in uninfected patients, is tested in Chapter Four. It was found that for these patients, there was not enough of a CD4 T cell increase to be consistent with the hypothesis of immune reconstitution.

In Chapter Five, the effectiveness of long-term HAART is analyzed. Survival analysis was conducted on 213 patients on long-term HAART. The primary endpoint was presence of an AIDS defining illness. A high level of clinical failure, or progression to an endpoint, was found.

Chapter Six yields insights into where we are going. New technology such as viral genotypic testing, that looks at the genetic structure of HIV and determines where mutations have occurred, has shown that HIV is capable of producing resistance mutations that confer multiple drug resistance. This section looks at resistance issues and speculates, ceterus parabis, where the state of HIV is going. This section first addresses viral genotype and the correlates of viral load and disease progression. A second analysis looks at patients who have failed their primary attempts at HAART and subsequent salvage therapy. It was found that salvage regimens, efforts to control viral replication through the administration of different combinations of antiretrovirals, were not effective in 90 percent of the population in controlling viral replication. Thus, primary attempts at therapy offer the best change of viral suppression and delay of disease progression. Documentation of transmission of drug-resistant virus suggests that the public health crisis of HIV is far from over. Drug resistant HIV can sustain the epidemic and hamper our efforts to treat HIV infection. The data presented suggest that the decrease in the morbidity and mortality due to HIV/AIDS is transient. Deaths due to HIV will increase and public health officials must prepare for this eventuality unless new treatments become available. These results also underscore the importance of the vaccine effort.

The final chapter looks at the economic issues related to HIV. The direct and indirect costs of treating HIV/AIDS are very high. For the first time in the epidemic, there exists treatment that can actually slow disease progression. The direct costs for HAART are estimated. It is estimated that the direct lifetime costs for treating each HIV infected patient with HAART is between $353,000 to $598,000 depending on how long HAART prolongs life. If one looks at the incremental cost per year of life saved it is only $101,000. This is comparable with the incremental costs per year of life saved from coronary artery bypass surgery.

Policy makers need to be aware that although HAART can delay disease progression, it is not a cure and HIV is not over. The results presented here suggest that the decreases in the morbidity and mortality due to HIV are transient. Policymakers need to be prepared for the eventual increase in AIDS incidence and mortality. Costs associated with HIV/AIDS are also projected to increase. The cost savings seen recently have been from the dramatic decreases in the incidence of AIDS defining opportunistic infections. As patients who have been on HAART the longest start to progress to AIDS, policymakers and insurance companies will find that the cost of treating HIV/AIDS will increase.

Acceleration of ultra-thin electron layer.Analytical treatment compared with 1D-PIC simulation

In this paper, we apply an analytical model [V.V. Kulagin et al., Phys. Plasmas 14, 113101 (2007)] to describe the acceleration of an ultra-thin electron layer by a schematic single-cycle laser pulse and compare with one-dimensional particle-in-cell (1D-PIC) simulations. This is in the context of creating a relativistic mirror for coherent backscattering and supplements two related papers in this EPJD volume. The model is shown to reproduce the 1D-PIC results almost quantitatively for the short time of a few laser periods sufficient for the backscattering of ultra-short probe pulses.

Avaliação prospectiva longitudinal da qualidade de vida de adolescentes submetidos a tratamento ortodôntico

A literatura científica ainda não é consistente em relação aos benefícios psicossociais proporcionados pelo tratamento ortodôntico. Os objetivos deste estudo foram conhecer as alterações na qualidade de vida relacionada com a saúde bucal (OHRQoL) e com a autopercepção estética de adolescentes brasileiros de 12 a 15 anos de idade tratados ortodonticamente, durante dois anos de avaliação prospectiva longitudinal. A amostra foi constituída de 318 jovens: 92 que iniciaram tratamento ortodôntico em uma instituição de ensino (grupo orto), e 226 indivíduos não tratados: 124 que procuraram avaliação ortodôntica na mesma instituição e não receberam tratamento durante os dois anos em que foram acompanhados na pesquisa, pois estavam aguardando uma vaga na lista de espera para iniciar o tratamento (grupo de espera), e 102 que nunca buscaram tratamento ortodôntico e que estudam em uma escola vizinha à instituição (grupo escola). A qualidade de vida foi mensurada utilizando o OHIP-14. A necessidade normativa e estética de tratamento ortodôntico foi avaliada com o índice IOTN, o nível social com o Critério de Classificação Econômica Brasil e a saúde dental com o índice CPO-D. As avaliações foram repetidas em três momentos: no exame inicial (T1); um ano depois do início do tratamento ortodôntico, para o grupo orto, e um ano após o exame inicial, para os grupos de espera e escola (T2); e dois anos depois do início do tratamento para o grupo orto, e dois anos depois do exame inicial para os grupos de espera e escola (T3). O tratamento ortodôntico reduziu significativamente os escores de OHRQoL: as médias do escores tiveram uma redução de 10,4 para 9,2 e para 1,6 entre a primeira, segunda e terceira avaliações (p<0,001). A autopercepção estética se comportou de maneira similar, com uma redução progressiva e significativa (p<0,001) nos pacientes tratados, que também tiveram melhora significativa na gravidade da má oclusão (p<0,001). Porém, os indivíduos que removeram o aparelho tiveram OHRQoL e autopercepção estética significativamente melhores em relação aos pacientes que não finalizaram o tratamento no período de dois anos. Os adolescentes do grupo de espera tiveram significativa piora na OHRQoL, que sofreu um aumento de 10,8 para 12,0 da primeira para a terceira avaliações (p<0,001), o que também ocorreu na autoavaliação estética, que sofreu um aumento significativo (p<0,001). Por outro lado, os adolescentes do grupo escola não tiveram nenhuma alteração desses índices nos períodos de avaliação, apresentando uma tendência estacionária para OHRQoL (p=0,34) e para a autopercepção estética (p=0,09). A gravidade da má oclusão não foi alterada nos grupos não tratados durante os dois anos de avaliação e o CPO-D não teve alteração significativa para nenhum dos três grupos. Foi possível concluir que o tratamento ortodôntico melhorou significativamente a qualidade de vida relacionada com a saúde bucal e a autopercepção estética dos adolescentes brasileiros submetidos a tratamento.

As formas de transmissão do HIV/AIDS determinando representações: um estudo de enfermagem entre adolescentes soropositivo

Este estudo objetivou analisar e comparar a incorporação psicossocial do HIV/AIDS entre adolescentes soropositivos considerando os diferentes meios de transmissão: vertical e sexual. Trata-se de um estudo de natureza descritiva, com abordagem qualitativa, fundamentado na teoria das representações sociais, na perspectiva da Psicologia Social. Foram estudados 30 adolescentes soropositivos atendidos em um Hospital Universitário do Rio de Janeiro. Foi utilizada como técnica de coleta de dados entrevistas semi-estruturadas e dois instrumentos de coleta: um questionário de caracterização dos sujeitos e um roteiro temático que guiou as entrevistas. As entrevistas foram gravadas e os conteúdos transcritos e analisados conforme a técnica de análise de conteúdo temática. O resultado evidenciou que o significado do HIV/AIDS para os sujeitos, numa análise geral, é marcado predominantemente por sentimentos negativos como medo e sofrimento. Imagens comuns aos dois grupos foram da morte e destruição, assim como o preconceito foi um importante conteúdo representacional. Ao comparar os dois grupos percebe-se que os elementos mais presentes na representação de adolescentes contaminados por relação sexual são sofrimento e o medo, com uma dimensão imagética associada à morte. O uso do preservativo também é outro conteúdo representacional marcante nos discursos deste grupo. A sexualidade está incorporada na representação relacionada às dificuldades com a mesma pós descoberta do vírus. Já os adolescentes contaminados por transmissão vertical tiveram como elementos mais presentes a aceitação e conformação da doença. O tratamento torna-se um importante conteúdo da representação para este grupo, relacionando-o ao cuidado à saúde e a imunodeficiência. Conclui-se, então, que a escolha do estudo das representações sociais e das técnicas de análise utilizadas foram pertinentes, pois permitiram identificar os principais elementos constituintes da representação social do HIV/AIDS, comparando as diferenças representacionais nos dois grupos de adolescentes estudados. Estes resultados servirão para reflexão crítica de profissionais de saúde , tanto na contribuição para repensar estratégias de educação em saúde para prevenção de DST/AIDS, quanto no posicionamento diante de adolescentes soropositivos.

A Percepção do usuário de drogas sobre o mundo do trabalho: uma contribuição para a prática do enfermeiro

Estudo qualitativo, com base na Análise de Conteúdo, a partir da interrogação sobre como o usuário de drogas em situação de tratamento para a dependência química percebe-se como trabalhador, e qual sua relação com o mundo do trabalho. O referencial teórico apoiou-se nas definições de drogas psicotrópicas, dependência química e trabalho, das seguintes fontes, respectivamente, Organização das Nações Unidas (ONU), Classificação Internacional das Doenças (CID-10) e Ministério do Trabalho (MT) e a teoria da Psicodinâmica do trabalho. A metodologia baseou-se na Análise de Conteúdo Temática. A coleta de dados desenvolveu-se por meio de entrevistas em profundidade, e pela obtenção de dados sociodemográficos e de trabalho a partir dos registros. Foram realizadas trinta e oitos entrevistas semi estruturadas com dez mulheres, quatorze homens usuários de múltiplas drogas e quatorze homens usuários somente de bebidas alcoólicas. Todos os sujeitos eram trabalhadores em tratamento no Centro de Atenção Psicossocial-álcool e drogas Centro Estadual de Tratamento e Reabilitação de Adictos (Caps-ad CENTRA-RIO). Foram organizadas e analisadas seis categorias: conciliação ente o trabalho e o consumo de drogas; trabalho e angústia; o mundo do trabalho favorecendo/estimulando o consumo; beneficio e UD; trabalho pleno; perspectivas de vida do UD. Discutiu-se a intensa relação de sofrimento que permeia o tempo todo o trabalhador usuário de drogas, as diversas alternativas experimentadas para conseguir conciliar o binômio trabalho e drogas, a submissão aos valores construídos no ambiente de trabalho, a função de integradora intragrupo dos trabalhadores e terapêutica das drogas para conseguir cumprir o trabalho real, sua função relaxante e domadora da angústia e do medo. Nas conclusões, discutem-se os limites do mundo do trabalho em acompanhar a evolução do campo da saúde mental e a Reforma Psiquiátrica, e a importância para a enfermagem do trabalho. O enfermeiro deve ser o articulador para que este trabalhador usuário de drogas atue como protagonista ativo da sua própria história, contribuindo com sua experiência, para que os profissionais de saúde, o trabalho e a sociedade em geral aperfeiçoem formas de cuidar integral.

As diferentes facetas no tratamento do HIV/AIDS: uma análise de representações sociais de enfermeiros

O presente estudo tem como objetivo apreender e analisar as representações sociais do tratamento do HIV/AIDS para enfermeiros atuantes em um hospital de referência, localizado do município do Rio de Janeiro. Trata-se de um estudo descritivo com abordagem qualitativa, que utilizou como referencial teórico-metodológico a teoria das representações sociais. Os sujeitos do estudo foram 20 enfermeiros que atuam em um hospital público universitário da cidade do Rio de Janeiro. A coleta de dados deu-se por meio de entrevista semi-estruturada. Para análise dos depoimentos obtidos através das entrevistas utilizou-se a técnica de análise de conteúdo temática, proposta por Bardin (1977). Após a análise, emergiram nove categorias: O tratamento medicamentoso e os determinantes de sua adesão; O tratamento clínico e físico; Ações psico-espirituais enquanto parte do tratamento; A abordagem terapêutica social na busca da qualidade de vida; Ações educativas preventivas e terapêuticas; A dinâmica familiar envolvida no tratamento; O cuidado psicossocial no diagnóstico e suas repercussões; O relacionamento interpessoal como parte do tratamento; Sentimentos do profissional que cuida. A representação social do tratamento prestado ao portador do HIV/AIDS, identificada no presente estudo, foi construída a partir das novas necessidades apresentadas por estes pacientes, diante do caráter de cronicidade do HIV/AIDS. Observa-se que as representações sociais apreendidas apontam para uma concepção de tratamento dentro de uma perspectiva holística, e não apenas focada na doença e no corpo, apontando para o tratamento enquanto atendimento das necessidades humanas essenciais e não apenas garantia de sobrevivência.