ANALYSIS AND SIMULATION OF ENERGY USE AND COST AT A MUNICIPAL WASTEWATER TREATMENT PLANT

The cost of electricity, a major operating cost of municipal wastewater treatment plants, is related to influent flow rate, power price, and power load. With knowledge of inflow and price patterns, plant operators can manage processes to reduce electricity costs. Records of influent flow, power price, and load are evaluated for Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant. Diurnal and seasonal trends are analyzed. Power usage is broken down among treatment processes. A simulation model of influent pumping, a large power user, is developed. It predicts pump discharge and power usage based on wet-well level. Individual pump characteristics are tested in the plant. The model accurately simulates plant inflow and power use for two pumping stations [R2 = 0.68, 0.93 (inflow), R2 =0.94, 0.91(power)]. Wet-well stage-storage relationship is estimated from data. Time-varying wet-well level is added to the model. A synthetic example demonstrates application in managing pumps to reduce electricity cost.

Polymorphisms in the kinesin-like factor 1 B gene and risk of epithelial ovarian cancer in Eastern Chinese women.

The kinesin-like factor 1 B (KIF1B) gene plays an important role in the process of apoptosis and the transformation and progression of malignant cells. Genetic variations in KIF1B may contribute to risk of epithelial ovarian cancer (EOC). In this study of 1,324 EOC patients and 1,386 cancer-free female controls, we investigated associations between two potentially functional single nucleotide polymorphisms in KIF1B and EOC risk by the conditional logistic regression analysis. General linear regression model was used to evaluate the correlation between the number of variant alleles and KIF1B mRNA expression levels. We found that the rs17401966 variant AG/GG genotypes were significantly associated with a decreased risk of EOC (adjusted odds ratio (OR) = 0.81, 95 % confidence interval (CI) = 0.68-0.97), compared with the AA genotype, but no associations were observed for rs1002076. Women who carried both rs17401966 AG/GG and rs1002076 AG/AA genotypes of KIF1B had a 0.82-fold decreased risk (adjusted 95 % CI = 0.69-0.97), compared with others. Additionally, there was no evidence of possible interactions between about-mentioned co-variants. Further genotype-phenotype correlation analysis indicated that the number of rs17401966 variant G allele was significantly associated with KIF1B mRNA expression levels (P for GLM = 0.003 and 0.001 in all and Chinese subjects, respectively), with GG carriers having the lowest level of KIF1B mRNA expression. Taken together, the rs17401966 polymorphism likely regulates KIF1B mRNA expression and thus may be associated with EOC risk in Eastern Chinese women. Larger, independent studies are warranted to validate our findings.

Quantitative genetics of CTCF binding reveal local sequence effects and different modes of X-chromosome association.

Associating genetic variation with quantitative measures of gene regulation offers a way to bridge the gap between genotype and complex phenotypes. In order to identify quantitative trait loci (QTLs) that influence the binding of a transcription factor in humans, we measured binding of the multifunctional transcription and chromatin factor CTCF in 51 HapMap cell lines. We identified thousands of QTLs in which genotype differences were associated with differences in CTCF binding strength, hundreds of them confirmed by directly observable allele-specific binding bias. The majority of QTLs were either within 1 kb of the CTCF binding motif, or in linkage disequilibrium with a variant within 1 kb of the motif. On the X chromosome we observed three classes of binding sites: a minority class bound only to the active copy of the X chromosome, the majority class bound to both the active and inactive X, and a small set of female-specific CTCF sites associated with two non-coding RNA genes. In sum, our data reveal extensive genetic effects on CTCF binding, both direct and indirect, and identify a diversity of patterns of CTCF binding on the X chromosome.

Comparative analyses of clinical and environmental populations of Cryptococcus neoformans in Botswana.

Cryptococcus neoformans var. grubii (Cng) is the most common cause of fungal meningitis, and its prevalence is highest in sub-Saharan Africa. Patients become infected by inhaling airborne spores or desiccated yeast cells from the environment, where the fungus thrives in avian droppings, trees and soil. To investigate the prevalence and population structure of Cng in southern Africa, we analysed isolates from 77 environmental samples and 64 patients. We detected significant genetic diversity among isolates and strong evidence of geographic structure at the local level. High proportions of isolates with the rare MATa allele were observed in both clinical and environmental isolates; however, the mating-type alleles were unevenly distributed among different subpopulations. Nearly equal proportions of the MATa and MATα mating types were observed among all clinical isolates and in one environmental subpopulation from the eastern part of Botswana. As previously reported, there was evidence of both clonality and recombination in different geographic areas. These results provide a foundation for subsequent genomewide association studies to identify genes and genotypes linked to pathogenicity in humans.

Differential developmental trajectories of magnetic susceptibility in human brain gray and white matter over the lifespan

As indicated by several recent studies, magnetic susceptibility of the brain is influenced mainly by myelin in the white matter and by iron deposits in the deep nuclei. Myelination and iron deposition in the brain evolve both spatially and temporally. This evolution reflects an important characteristic of normal brain development and ageing. In this study, we assessed the changes of regional susceptibility in the human brain in vivo by examining the developmental and ageing process from 1 to 83 years of age. The evolution of magnetic susceptibility over this lifespan was found to display differential trajectories between the gray and the white matter. In both cortical and subcortical white matter, an initial decrease followed by a subsequent increase in magnetic susceptibility was observed, which could be fitted by a Poisson curve. In the gray matter, including the cortical gray matter and the iron-rich deep nuclei, magnetic susceptibility displayed a monotonic increase that can be described by an exponential growth. The rate of change varied according to functional and anatomical regions of the brain. For the brain nuclei, the age-related changes of susceptibility were in good agreement with the findings from R2* measurement. Our results suggest that magnetic susceptibility may provide valuable information regarding the spatial and temporal patterns of brain myelination and iron deposition during brain maturation and ageing. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.

Inundaciones y su relación con el clima y la hidrología subterránea en el Noroeste de Buenos Aires (1980-2010) : aplicación de percepción remota

Gran parte de la llanura pampeana Argentina presenta una escasa red de drenaje superficial y niveles freáticos cercanos a la superficie que, junto a los excesos hídricos, producen a menudo inundaciones provocando un fuerte impacto sobre los ecosistemas naturales y modificados. En esta tesis, mediante la utilización de sensores remotos, caractericé el área inundada y su relación con condicionantes climáticos, hidrológicos y de uso de la tierra para el período 1980-2010 en una superficie de 24.000 km2 en el noroeste de la provincia de Buenos Aires. La estimación de la fracción del área inundada mediante una clasificación con umbral en la banda 5 de imágenes Landsat presentó alta confiabilidad cuando se la comparó con un método más complejo de clasificación preexistente (r2=0,99, EEest = 1 por ciento, n = 10). Se observaron fuertes oscilaciones de la superficie inundada lo largo del período de estudio con valores extremos de 0,96 y 27,7 por ciento. Se identificaron claramente dos grandes ciclos completos de inundación en 1987 y 2001, los que llegaron a cubrir el 22,5 y 27,7 por ciento del territorio respectivamente y retrayéndose a niveles menor a 5 por ciento en los siguientes dos años en ambos episodios. La utilización del producto MOD13Q1 del sensor MODIS para estimar el área inundada empleando la técnica de Análisis Lineal de Mezclas Espectrales presentó altos niveles de error cuando se lo comparó con las estimaciones realizadas con Landsat. El análisis que vinculó al área inundada con la precipitación (PPT), el nivel freático absoluto y sus variaciones, la evapotranspiración potencial (ETP) y el balance hídrico, mostró que la precipitación fue el factor que más estuvo asociado a los eventos de inundación aún con períodos largos de integración de 24 y 36 meses. La inclusión de la evapotranspiración en el análisis, tanto en forma directa como a través del balance PPT-ETP, no mejoró en forma apreciable la explicación de las inundaciones. El nivel freático absoluto mostró una asociación alta con el área inundada (mayor inundación con niveles más superficiales) a la escala de 3 meses, perdiendo peso como variable explicativa en períodos más extensos. Ante la posibilidad de que se desarrollen nuevos eventos de inundación masiva en la llanura pampeana es trascendental avanzar en el conocimiento de las interacciones entre la hidrología, el clima y el uso del suelo a fin de compatibilizar estrategias agrícolas con estrategias de ordenamiento hidrológico del territorio para reducir el impacto de dichos eventos

Rendimiento potencial en trigo : identificación de atributos ecofisiológicos favorables en líneas doble haploide

La demanda mundial de trigo crece a tasas mayores que las actuales ganancias geneticas, indicando una perdida de eficiencia en el mejoramiento tradicional que utiliza como estrategia la seleccion empírica por rendimiento per se. Para complementar dicha estrategia, se ha propuesto la utilización de atributos ecofisiológicos simples ligados funcionalmente al rendimiento como criterio de seleccion indirecto. Sin embargo, el actual cuello de botella., tanto para identificar estos atributos como para comprender sus bases geneticas, es una detallada y correcta caracterización fenotípica de poblaciones de mapeo. Esta informacion, combinada con las herramientas moleculares disponibles, permitiría establecer un modelo mas completo de la relación genotipo-fenotipo y de la interacción genotipo-ambiente. En este contexto, el objetivo de la tesis fue caracterizar fenotípicamente una población de líneas doble haploide de trigo, obtenida a partir de cultivares que generan alto rendimiento potencial a traves de una combinación diferente de número y peso de grano, e identificar atributos ecofisiológicos ligados funcionalmente con el rendimiento. La población utilizada se evaluó en dos ambientes contrastantes bajo condiciones potenciales de campo, donde se uniformó el tiempo a floración y la altura de planta, a fin de evitar las posibles confusiones en la identificacion de otros atributos claves asociados al rendimiento. Las variaciones en rendimiento fueron explicadas principalmente por cambios en la biomasa acumulada durante todo el ciclo (r2 menor a 0.80 en cada ambiente), producto de diferencias en la eficiencia en el uso de la radiacion (EUR), manteniendose el indice de cosecha relativamente contante. El número de granos por unidad de superficie, que tendió a asociarse mejor con el coeficiente de fertilidad de espiga (CFE) que con el peso seco de espigas a floración, fue el principal componente del rendimiento. Mejoras en la EUR durante el período de crecimiento de la espiga (produciría espigas más pesadas) y un mayor CFE (no asociado a reducciones en el peso potencial de grano) serían dos atributos clave para incrementar el rendimiento potencial en trigo

Bases ecofisiológicas de la determinación del rendimiento y la calidad de grano en maíces pisingallo

El cultivo de maíz pisingallo (Zea mays L. var. everta) es una alternativa conveniente en la diversificación de la producción de granos en Argentina, sin embargo las bases ecofisiológicas de la determinación del rendimiento y la calidad han sido fundamentadas sobre maíces de tipo dentado, mientras que en maíces pisingallo se desconocen. El objetivo de esta tesis es entender cómo los maíces pisingallos determinan sus componentes del rendimiento, el nivel de proteína en grano y su volumen de expansión (principal criterio de calidad comercial) por medio de un marco conceptual basado en el crecimiento y partición de biomasa del cultivo en torno a floración y durante el llenado efectivo de los granos. Durante 2007 y 2008 se llevaron a cabo tres experimentos a campo en donde la tasa de crecimiento por planta fue alterada por medio de tratamientos de densidad de siembra y de raleo de plantas y defoliaciones (en torno a floración y durante el llenado efectivo) en 4 genotipos dentados y 8 pisingallos. Ambos tipos de maíz tuvieron en común una fuerte asociación de su rendimiento con la capacidad potencial de rendimiento establecida en torno a floración (R2 igual a 0,93, p menor a 0,001), pero difirieron en la determinación del peso de grano. El peso de grano potencial en maíces pisingallos siempre fue menor ante una misma disponibilidad de asimilados por grano en torno a floración (p menor a 0,05), mientras que el peso final de grano se redujo menos que el de los dentados ante una misma disminución en la disponibilidad de asimilados durante el llenado (p menor a 0,05). La concentración y contenido de proteínas del grano, y su volumen de expansión, estuvieron asociados principalmente a la tasa de crecimiento por planta por grano durante el llenado efectivo, y en menor medida con dicha tasa en torno a floración. Los resultados de esta tesis resaltan la importancia de las condiciones de crecimiento en torno a floración para la determinación del rendimiento dentro de un conjunto diverso de germoplasma de maíz (dentado y pisingallo) y demuestran, por primera vez, que el volumen de expansión de grano de maíz pisingallo puede ser predicho a partir del crecimiento del cultivo.

Fuentes azufradas en cultivos de grano de la Región Pampeana

La presente tesis tuvo como objetivos: i. Evaluar la incidencia de la solubilidad y forma química de fuentes azufradas (azufre elemental y una fuente sulfatada soluble) en las respuestas en el rendimiento de trigo y soja de primera. ii. Analizar la residualidad de la aplicación de las fuentes azufradas en el trigo en el rendimiento de la soja de segunda. Asimismo, como objetivo secundario se planteó evaluar la influencia de variables edáficas y climáticas en las respuestas observadas. Se plantearon dos hipótesis: i. La necesidad de oxidación del azufre elemental (AE) reduce la respuesta y eficiencia de uso del S (EUS) en el cultivo de trigo, comparado con el sulfato de amonio (SA). Por el contrario, ese efecto es de menor magnitud en soja de primera, debido a las condiciones termo - hídricas más favorables. ii. La residualidad de la fertilización del trigo sobre el rendimiento de la soja de segunda, es mayor con el AE micronizado que con el SA. Se realizaron ocho ensayos de campo en trigo/soja 2da y nueve en soja de 1ra, durante dos años consecutivos en sitios ubicados en la Región Pampeana. Los tratamientos fueron: i. testigo (sin agregado de S), ii. fertilización con azufre elemental (AE) micronizado (0-0- 0+95 por ciento de S) en dos niveles de dosis, iii. fertilización con sulfato de amonio granulado (SA, 21-0-0+ 24 por ciento S), también en dos niveles de dosis. Las dosis evaluadas fueron 10 y 30 kg ha-1 de S (año 1) y 15 y 30 kg ha-1 (año 2). La fertilización azufrada afectó significativamente (p menor 0,05) los rendimientos del trigo en cuatro de cinco sitios en el primer año y en todos los sitios durante el segundo año. Las respuestas se ubicaron en el rango de 231 a 857 kg ha-1 en el primer año y entre 702 y 2119 kg ha-1 en el segundo año. No se observaron diferencias en respuesta entre fuentes azufradas (i.e. similar efectividad) o en la eficiencia agronómica del S aplicado (kg de grano kg de S aplicado- 1) en la mayoría de los sitios. Para el conjunto de experimentos, ambos fertilizantes fueron adecuados para proveer SO4 2-al cultivo. Estos resultados permitieron rechazar la hipótesis planteada. Tampoco se detectó efecto significativo de dosis o interacción fuente x dosis en la mayoría de los sitios (p mayor 0,05). La dosis más baja fue suficiente para cubrir la demanda de S del cultivo. Se observó una asociación positiva entre las respuestas y el contenido de MO del suelo y las precipitaciones (macollaje y total del ciclo) e inversa con la disponibilidad de S-SO4 2- a la siembra, aunque con bajo ajuste (R2 medio=0,18). No se detectó asociación entre las respuestas y la temperatura en macollaje o en el ciclo. En los experimentos con soja de 1ra, se observó una baja frecuencia de sitios con respuesta a la fertilización azufrada. En estos sitios, las respuestas fueron de 377-982 kg ha-1 (año 1) y de 151-361 kg ha-1 (año 2) y no se evidenció correlación significativa entre las respuestas y variables climáticas o edáficas en el primer año de evaluación. En el segundo año, las respuestas se correlacionaron en forma inversa con el contenido de S-SO42- inicial (R2=0,63). La eficiencia agronómica del S aplicado fue similar entre las fuentes azufradas durante el primer año y se observó efecto significativo de dosis. La dosis más alta fue más eficiente en proveer S al cultivo. En el segundo año, dependiendo de la localidad, se observaron algunas diferencias de efectividad entre las fuentes azufradas relacionadas con la influencia de variables de sitio. Los efectos residuales en la soja de 2da se observaron en pocos sitios experimentales. Las respuestas fueron de 58-689 (año 1) y de 186-512 kg ha-1 (año 2) y se pudieron asociar en forma inversa con el contenido de S-SO4 2- estimados al inicio del cultivo (R2=0,33). En los sitios con residualidad significativa (p manor 0,05) y con la menor dosis de S aplicada en el trigo antecesor, no se observaron diferencias significativas (p mayor 0,05) en eficiencia agronómica entre fuentes. Por el contrario, con la dosis mas elevada, la eficiencia del S aplicado como AE fue mayor que con SA. Por ello, la hipótesis planteada en el tema de residualidad se acepta, pero parcialmente. Los resultados obtenidos no permitieron determinar un patrón claro de residualidad de las fuentes azufradas en los sitios experimentales.

Carbono en suelos pampeanos : efectos de la vegetación y el uso

Numerosos trabajos alrededor del Mundo han demostrado cambios en los contenidos de carbono orgánico por el uso y algunos han reportado cambios en los niveles de carbono de carbonatos. También se ha reportado que la vegetación afecta la distribución vertical del carbono orgánico en el suelo. Sin embargo, el tipo de vegetación está asociado al clima y tipo de suelo y los efectos independientes de estas variables sobre la estratificación del carbono no han sido determinados. El objetivo de esta tesis fue establecer los patrones de variación del carbono orgánico y de carbonato secuestrado en superficie y en profundidad en suelos de la Región Pampeana en función de las condiciones ambientales, de vegetación y de manejo y establecer modelos empíricos predictivos de la capacidad de secuestro de carbono de los agrosistemas. Se muestrearon 82 establecimientos de la Región Pampeana, seleccionando en cada uno 5 situaciones: arboledas, parques, pasturas, suelos agrícolas y bajos. Se muestreó por estratos de 25 cm hasta 1 m de profundidad y se determinó la densidad aparente, pH, conductividad eléctrica, carbono orgánico y de carbonatos. Se ajustaron funciones para describir la acumulación de carbono en el perfil. Los contenidos de carbono orgánico promedio hasta 1 metro fueron: arboledas 131 t ha-1, parques 101 t ha-1, pasturas 90 t ha-1, suelos agrícolas 86 t ha-1 y bajos 70 t ha-1. Las arboledas aumentaron significativamente el contenido de carbono hasta 1 metro respecto de los parques, tomados como tratamiento control, mientras que el uso agrícola redujo el carbono orgánico en el estrato 0-50 cm, y estos efectos fueron encontrados en todos los tipos de suelo No se encontró efecto significativo del uso del suelo sobre el carbono de carbonatos. El modelo potencial fue el que mejor describió la estratificación del carbono orgánico en profundidad y se pudo ajustar en casi todos los sitios adecuadamente (R2 menor a 0,92). El parámetro B de este modelo, que describe la tasa de acumulación del carbono con la profundidad, no difirió entre tratamientos. La vegetación y el uso del suelo no afectaron la distribución vertical del carbono en la Región Pampeana. El parámetro B promedio fue 0,56 y puede ser usado para hacer estimaciones del contenido de carbono en profundidad disponiendo de datos de contenido superficial. Empleando redes neuronales artificiales se generó un modelo predictivo de los niveles de carbono orgánico de los suelos que explica 66 por ciento de la variación.

Bases ecofisiológicas de la determinación del rendimiento y la calidad de grano en maíces pisingallo

El cultivo de maíz pisingallo (Zea mays L. var. everta) es una alternativa conveniente en la diversificación de la producción de granos en Argentina, sin embargo las bases ecofisiológicas de la determinación del rendimiento y la calidad han sido fundamentadas sobre maíces de tipo dentado, mientras que en maíces pisingallo se desconocen. El objetivo de esta tesis es entender cómo los maíces pisingallos determinan sus componentes del rendimiento, el nivel de proteína en grano y su volumen de expansión (principal criterio de calidad comercial)por medio de un marco conceptual basado en el crecimiento y partición de biomasa del cultivo en torno a floración y durante el llenado efectivo de los granos. Durante 2007 y 2008 se llevaron a cabo tres experimentos a campo en donde la tasa de crecimiento por planta fue alterada por medio de tratamientos de densidad de siembra y de raleo de plantas y defoliaciones (en torno a floración y durante el llenado efectivo)en 4 genotipos dentados y 8 pisingallos. Ambos tipos de maíz tuvieron en común una fuerte asociación de su rendimiento con la capacidad potencial de rendimiento establecida en torno a floración (R2 igual a 0,93, p menor a 0,001), pero difirieron en la determinación del peso de grano. El peso de grano potencial en maíces pisingallos siempre fue menor ante una misma disponibilidad de asimilados por grano en torno a floración (p menor a 0,05), mientras que el peso final de grano se redujo menos que el de los dentados ante una misma disminución en la disponibilidad de asimilados durante el llenado (p menor a 0,05). La concentración y contenido de proteínas del grano, y su volumen de expansión, estuvieron asociados principalmente a la tasa de crecimiento por planta por grano durante el llenado efectivo, y en menor medida con dicha tasa en torno a floración. Los resultados de esta tesis resaltan la importancia de las condiciones de crecimiento en torno a floración para la determinación del rendimiento dentro de un conjunto diverso de germoplasma de maíz (dentado y pisingallo)y demuestran, por primera vez, que el volumen de expansión de grano de maíz pisingallo puede ser predicho a partir del crecimiento del cultivo.

Evaluación de la calidad en cerdos vivos (PIGLOG 105) y en la canal (FAT-O-MEATER)

p.135-139

Componentes del rendimiento en cultivares de soja del grupo V con distinto hábito de crecimiento

p.201-206

Eficiencia de la capacitancia y altura de canopeo comprimido (con disco) para estimar biomasa forrajera

p.213-219