Quadratic tranverse anisotropy term due to dislocations in Mn12 acetate crystals directly observed by EPR spectroscopy

High-sensitivity electron paramagnetic resonance experiments have been carried out in fresh and stressed Mn12 acetate single crystals for frequencies ranging from 40 GHz up to 110 GHz. The high number of crystal dislocations formed in the stressing process introduces a E(Sx2-Sy2) transverse anisotropy term in the spin Hamiltonian. From the behavior of the resonant absorptions on the applied transverse magnetic field we have obtained an average value for E=22 mK, corresponding to a concentration of dislocations per unit cell of c=10-3.

Aeration condition of a clayey oxisol under long-term no-tillage

The hypothesis of this study was that the absence of soil tillage in long-term no-tillage (NT) systems can be detrimental to soil aeration. The objective was to assess the aeration condition of an Oxisol (Rhodic Ferrasol), very clayey texture (750 g kg-1 of clay; 200 g kg-1 of sand), after 30 years of cultivation under NT. The physical property soil air permeability (Ka) is sensitive to changes in the soil pore system. Aside from Ka, the air-filled porosity (ε a) and indices of pore continuity (K1 and N), derived from the relationship between Ka and εa, were used as indices of soil aeration. From the soil layers 0.0-0.1 and 0.1-0.2 m, 240 undisturbed samples were collected along a transect perpendicular to the crop rows, at three sampling positions: corn plant row (CR); center of the interrow (INT); and the equidistant point between CR and INT (PE). The properties Ka and εa were determined at soil matric potentials (Ψm) of -2, -4, -6, -10, -30, and -50 kPa. Soil bulk density (BD) was also determined. The results confirmed the hypothesis. In the 0.0-0.1 m layer, Ka, K1, N and Ψa were significantly greater and BD significantly lower in CR than at the other sampling positions. At a Ψm of -10 kPa, the Ka of CR was 6.9 and 8.4 times higher than in PE and INT, respectively, in the 0.0-0.1 m layer. The properties Ka, K1 and N were sensitive enough to detect changes in the pore system and their differences between the sampling positions demonstrated the importance of the spatial location for soil sampling. Tilling the crop rows provides better soil aeration under NT.

Stabilization of soil hydraulic properties under a long term no-till system

The area under the no-tillage system (NT) has been increasing over the last few years. Some authors indicate that stabilization of soil physical properties is reached after some years under NT while other authors debate this. The objective of this study was to determine the effect of the last crop in the rotation sequence (1st year: maize, 2nd year: soybean, 3rd year: wheat/soybean) on soil pore configuration and hydraulic properties in two different soils (site 1: loam, site 2: sandy loam) from the Argentinean Pampas region under long-term NT treatments in order to determine if stabilization of soil physical properties is reached apart from a specific time in the crop sequence. In addition, we compared two procedures for evaluating water-conducting macroporosities, and evaluated the efficiency of the pedotransfer function ROSETTA in estimating the parameters of the van Genuchten-Mualem (VGM) model in these soils. Soil pore configuration and hydraulic properties were not stable and changed according to the crop sequence and the last crop grown in both sites. For both sites, saturated hydraulic conductivity, K0, water-conducting macroporosity, εma, and flow-weighted mean pore radius, R0ma, increased from the 1st to the 2nd year of the crop sequence, and this was attributed to the creation of water-conducting macropores by the maize roots. The VGM model adequately described the water retention curve (WRC) for these soils, but not the hydraulic conductivity (K) vs tension (h) curve. The ROSETTA function failed in the estimation of these parameters. In summary, mean values of K0 ranged from 0.74 to 3.88 cm h-1. In studies on NT effects on soil physical properties, the crop effect must be considered.

Multiscale descriptions of density-driven flow instabilities in porous media

Les instabilités engendrées par des gradients de densité interviennent dans une variété d'écoulements. Un exemple est celui de la séquestration géologique du dioxyde de carbone en milieux poreux. Ce gaz est injecté à haute pression dans des aquifères salines et profondes. La différence de densité entre la saumure saturée en CO2 dissous et la saumure environnante induit des courants favorables qui le transportent vers les couches géologiques profondes. Les gradients de densité peuvent aussi être la cause du transport indésirable de matières toxiques, ce qui peut éventuellement conduire à la pollution des sols et des eaux. La gamme d'échelles intervenant dans ce type de phénomènes est très large. Elle s'étend de l'échelle poreuse où les phénomènes de croissance des instabilités s'opèrent, jusqu'à l'échelle des aquifères à laquelle interviennent les phénomènes à temps long. Une reproduction fiable de la physique par la simulation numérique demeure donc un défi en raison du caractère multi-échelles aussi bien au niveau spatial et temporel de ces phénomènes. Il requiert donc le développement d'algorithmes performants et l'utilisation d'outils de calculs modernes. En conjugaison avec les méthodes de résolution itératives, les méthodes multi-échelles permettent de résoudre les grands systèmes d'équations algébriques de manière efficace. Ces méthodes ont été introduites comme méthodes d'upscaling et de downscaling pour la simulation d'écoulements en milieux poreux afin de traiter de fortes hétérogénéités du champ de perméabilité. Le principe repose sur l'utilisation parallèle de deux maillages, le premier est choisi en fonction de la résolution du champ de perméabilité (grille fine), alors que le second (grille grossière) est utilisé pour approximer le problème fin à moindre coût. La qualité de la solution multi-échelles peut être améliorée de manière itérative pour empêcher des erreurs trop importantes si le champ de perméabilité est complexe. Les méthodes adaptatives qui restreignent les procédures de mise à jour aux régions à forts gradients permettent de limiter les coûts de calculs additionnels. Dans le cas d'instabilités induites par des gradients de densité, l'échelle des phénomènes varie au cours du temps. En conséquence, des méthodes multi-échelles adaptatives sont requises pour tenir compte de cette dynamique. L'objectif de cette thèse est de développer des algorithmes multi-échelles adaptatifs et efficaces pour la simulation des instabilités induites par des gradients de densité. Pour cela, nous nous basons sur la méthode des volumes finis multi-échelles (MsFV) qui offre l'avantage de résoudre les phénomènes de transport tout en conservant la masse de manière exacte. Dans la première partie, nous pouvons démontrer que les approximations de la méthode MsFV engendrent des phénomènes de digitation non-physiques dont la suppression requiert des opérations de correction itératives. Les coûts de calculs additionnels de ces opérations peuvent toutefois être compensés par des méthodes adaptatives. Nous proposons aussi l'utilisation de la méthode MsFV comme méthode de downscaling: la grille grossière étant utilisée dans les zones où l'écoulement est relativement homogène alors que la grille plus fine est utilisée pour résoudre les forts gradients. Dans la seconde partie, la méthode multi-échelle est étendue à un nombre arbitraire de niveaux. Nous prouvons que la méthode généralisée est performante pour la résolution de grands systèmes d'équations algébriques. Dans la dernière partie, nous focalisons notre étude sur les échelles qui déterminent l'évolution des instabilités engendrées par des gradients de densité. L'identification de la structure locale ainsi que globale de l'écoulement permet de procéder à un upscaling des instabilités à temps long alors que les structures à petite échelle sont conservées lors du déclenchement de l'instabilité. Les résultats présentés dans ce travail permettent d'étendre les connaissances des méthodes MsFV et offrent des formulations multi-échelles efficaces pour la simulation des instabilités engendrées par des gradients de densité. - Density-driven instabilities in porous media are of interest for a wide range of applications, for instance, for geological sequestration of CO2, during which CO2 is injected at high pressure into deep saline aquifers. Due to the density difference between the C02-saturated brine and the surrounding brine, a downward migration of CO2 into deeper regions, where the risk of leakage is reduced, takes place. Similarly, undesired spontaneous mobilization of potentially hazardous substances that might endanger groundwater quality can be triggered by density differences. Over the last years, these effects have been investigated with the help of numerical groundwater models. Major challenges in simulating density-driven instabilities arise from the different scales of interest involved, i.e., the scale at which instabilities are triggered and the aquifer scale over which long-term processes take place. An accurate numerical reproduction is possible, only if the finest scale is captured. For large aquifers, this leads to problems with a large number of unknowns. Advanced numerical methods are required to efficiently solve these problems with today's available computational resources. Beside efficient iterative solvers, multiscale methods are available to solve large numerical systems. Originally, multiscale methods have been developed as upscaling-downscaling techniques to resolve strong permeability contrasts. In this case, two static grids are used: one is chosen with respect to the resolution of the permeability field (fine grid); the other (coarse grid) is used to approximate the fine-scale problem at low computational costs. The quality of the multiscale solution can be iteratively improved to avoid large errors in case of complex permeability structures. Adaptive formulations, which restrict the iterative update to domains with large gradients, enable limiting the additional computational costs of the iterations. In case of density-driven instabilities, additional spatial scales appear which change with time. Flexible adaptive methods are required to account for these emerging dynamic scales. The objective of this work is to develop an adaptive multiscale formulation for the efficient and accurate simulation of density-driven instabilities. We consider the Multiscale Finite-Volume (MsFV) method, which is well suited for simulations including the solution of transport problems as it guarantees a conservative velocity field. In the first part of this thesis, we investigate the applicability of the standard MsFV method to density- driven flow problems. We demonstrate that approximations in MsFV may trigger unphysical fingers and iterative corrections are necessary. Adaptive formulations (e.g., limiting a refined solution to domains with large concentration gradients where fingers form) can be used to balance the extra costs. We also propose to use the MsFV method as downscaling technique: the coarse discretization is used in areas without significant change in the flow field whereas the problem is refined in the zones of interest. This enables accounting for the dynamic change in scales of density-driven instabilities. In the second part of the thesis the MsFV algorithm, which originally employs one coarse level, is extended to an arbitrary number of coarse levels. We prove that this keeps the MsFV method efficient for problems with a large number of unknowns. In the last part of this thesis, we focus on the scales that control the evolution of density fingers. The identification of local and global flow patterns allows a coarse description at late times while conserving fine-scale details during onset stage. Results presented in this work advance the understanding of the Multiscale Finite-Volume method and offer efficient dynamic multiscale formulations to simulate density-driven instabilities. - Les nappes phréatiques caractérisées par des structures poreuses et des fractures très perméables représentent un intérêt particulier pour les hydrogéologues et ingénieurs environnementaux. Dans ces milieux, une large variété d'écoulements peut être observée. Les plus communs sont le transport de contaminants par les eaux souterraines, le transport réactif ou l'écoulement simultané de plusieurs phases non miscibles, comme le pétrole et l'eau. L'échelle qui caractérise ces écoulements est définie par l'interaction de l'hétérogénéité géologique et des processus physiques. Un fluide au repos dans l'espace interstitiel d'un milieu poreux peut être déstabilisé par des gradients de densité. Ils peuvent être induits par des changements locaux de température ou par dissolution d'un composé chimique. Les instabilités engendrées par des gradients de densité revêtent un intérêt particulier puisque qu'elles peuvent éventuellement compromettre la qualité des eaux. Un exemple frappant est la salinisation de l'eau douce dans les nappes phréatiques par pénétration d'eau salée plus dense dans les régions profondes. Dans le cas des écoulements gouvernés par les gradients de densité, les échelles caractéristiques de l'écoulement s'étendent de l'échelle poreuse où les phénomènes de croissance des instabilités s'opèrent, jusqu'à l'échelle des aquifères sur laquelle interviennent les phénomènes à temps long. Etant donné que les investigations in-situ sont pratiquement impossibles, les modèles numériques sont utilisés pour prédire et évaluer les risques liés aux instabilités engendrées par les gradients de densité. Une description correcte de ces phénomènes repose sur la description de toutes les échelles de l'écoulement dont la gamme peut s'étendre sur huit à dix ordres de grandeur dans le cas de grands aquifères. Il en résulte des problèmes numériques de grande taille qui sont très couteux à résoudre. Des schémas numériques sophistiqués sont donc nécessaires pour effectuer des simulations précises d'instabilités hydro-dynamiques à grande échelle. Dans ce travail, nous présentons différentes méthodes numériques qui permettent de simuler efficacement et avec précision les instabilités dues aux gradients de densité. Ces nouvelles méthodes sont basées sur les volumes finis multi-échelles. L'idée est de projeter le problème original à une échelle plus grande où il est moins coûteux à résoudre puis de relever la solution grossière vers l'échelle de départ. Cette technique est particulièrement adaptée pour résoudre des problèmes où une large gamme d'échelle intervient et évolue de manière spatio-temporelle. Ceci permet de réduire les coûts de calculs en limitant la description détaillée du problème aux régions qui contiennent un front de concentration mobile. Les aboutissements sont illustrés par la simulation de phénomènes tels que l'intrusion d'eau salée ou la séquestration de dioxyde de carbone.

State of Iowa Long-Term Economic Recovery Strategy Prepared for the Economic Development Administration, U.S. Department of Commerce, October 2010

The Rebuild Iowa Office (RIO) continues to coordinate the state‘s recovery effort from the storms, tornadoes and floods of 2008. Much has been accomplished since the Office‘s last quarterly report was issued in July 2010. State funding has been disbursed to help Iowans with unmet needs and housing. Local governments and entities are utilizing millions of federal dollars so thousands of disaster-impacted homeowners can be offered a buyout. More infrastructure projects are under construction and new neighborhoods are being built with mitigation efforts in mind. However, as Iowa continues to celebrate many successes along the road to recovery, it must also address the numerous challenges that are encountered along the path. Recovering from the state‘s largest disaster must be looked at as a marathon, not a sprint. Over the past three months, the RIO has especially remained focused on helping small business owners impacted by the 2008 disasters. Many disaster-affected businesses have reopened their doors, however their debt load continues to be overwhelming and many still struggle with the timeliness of the disbursement of funds. This report describes how programs and recent modifications are working to assist recovering businesses. This report contains updates on housing progress while outlining the complexities behind certain programs and the bottlenecks communities are facing due to strict federal guidelines for implementation. This following pages also describe how Iowa is implementing Smart Planning principles, publicizing flood awareness through outreach efforts and preparing a blueprint for the state to follow when future disasters occur. As always, the RIO recognizes and thanks the countless leaders and front-line workers from local, regional, state and federal government, businesses, non-profit organizations and private citizens that have provided input, support and leadership. Their dedication to Iowa‘s disaster recovery has made the plans and projects on the following pages possible.

What factors influence long-term antidepressant use in primary care? Findings from the Australian diamond cohort study.

BACKGROUND: Antidepressants are one of the most commonly prescribed drugs in primary care. The rise in use is mostly due to an increasing number of long-term users of antidepressants (LTU AD). Little is known about the factors driving increased long-term use. We examined the socio-demographic, clinical factors and health service use characteristics associated with LTU AD to extend our understanding of the factors that may be driving the increase in antidepressant use. METHODS: Cross-sectional analysis of 789 participants with probable depression (CES-D≥16) recruited from 30 randomly selected Australian general practices to take part in a ten-year cohort study about depression were surveyed about their antidepressant use. RESULTS: 165 (21.0%) participants reported <2 years of antidepressant use and 145 (18.4%) reported ≥2 years of antidepressant use. After adjusting for depression severity, LTU AD was associated with: single (OR 1.56, 95%CI 1.05-2.32) or recurrent episode of depression (3.44, 2.06-5.74); using SSRIs (3.85, 2.03-7.33), sedatives (2.04, 1.29-3.22), or antipsychotics (4.51, 1.67-12.17); functional limitations due to long-term illness (2.81, 1.55-5.08), poor/fair self-rated health (1.57, 1.14-2.15), inability to work (2.49, 1.37-4.53), benefits as main source of income (2.15, 1.33-3.49), GP visits longer than 20min (1.79, 1.17-2.73); rating GP visits as moderately to extremely helpful (2.71, 1.79-4.11), and more self-help practices (1.16, 1.09-1.23). LIMITATIONS: All measures were self-report. Sample may not be representative of culturally different or adolescent populations. Cross-sectional design raises possibility of "confounding by indication". CONCLUSIONS: Long-term antidepressant use is relatively common in primary care. It occurs within the context of complex mental, physical and social morbidities. Whilst most long-term use is associated with a history of recurrent depression there remains a significant opportunity for treatment re-evaluation and timely discontinuation.

Follow-up care amongst long-term childhood cancer survivors: a report from the Swiss Childhood Cancer Survivor Study.

In the Swiss Childhood Cancer Survivor Study, we aimed to assess the proportion of long-term survivors attending follow-up care, to characterise attendees and to describe the health professionals involved. We sent a questionnaire to 1252 patients, of whom 985 (79%) responded, aged in average 27 years (range 20-49). Overall, 183 (19%) reported regular, 405 (41%) irregular and 394 (40%) no follow-up. For 344, severity of late effects had been classified in a previous medical examination. Only 17% and 32% of survivors with moderate and severe late effects respectively had made regular visits a decade later. Female gender, after a shorter time since diagnosis, had radiotherapy, and having suffered a relapse predicted follow-up. In the past year, 8% had seen a general practitioner only, 10% a paediatric or adult oncologist and 16% other health specialists for a cancer related problem. These findings underline the necessity to implement tailored national follow-up programmes.

Obesity in long-term survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia

Rapport de synthèse : Le traitement des leucémies aiguës chez l'enfant représente un des succès de la médecine moderne avec des taux de guérison avoisinant les 80% ce qui implique la nécessité de suivre les effets secondaires à long terme des traitements chez cette population de patients. Récemment plusieurs études internationales ont relevé une prévalence plus importante de surpoids et d'obésité chez les enfants traités pour une leucémie aiguë. L'origine de ce processus reste incertaine :aux effets secondaires bien connus et décrits des traitements (stéroïdes et radiothérapie) semblent s'ajouter des facteurs génétiques, familiaux (age, BMI au diagnostic, BMI parents et fratrie), environnementaux. L'objectif de ce travail est d'estimer la prévalence et les facteurs de risque pour le surpoids et l'obésité chez les enfants traités et guéris d'une leucémie aiguë en Suisse romande et de comparer ces résultats à ceux d'études internationales. Pour répondre à ces questions nous avons inclus 54 patients (40 de Lausanne et 14 de Genève) traités pour une leucémie aiguë. Seuls les enfants à 5 ans de leur première rémission clinique, sans atteinte du système nerveux central, testiculaire ou médullaire et traités par chimiothérapie seule sont retenus. Leur poids, taille sont enregistrés durant les phases précises de traitement (au diagnostic, à la rémission, fin de consolidation, milieumaintenance et en fin de traitement) puis annuellement jusqu'à 12 ans post fin de traitement. Le BMI (kg/ml) et sa déviation standard BMI-SDS (spécifique pour Page et le sexe) pour les patients et leurs parents sont calculés selon les valeurs internationales (IOTF) respectivement BMI-SDS >1.645 (p<0.05) pour le surpoids et> 1.96 (p<0.025) pour l'obésité. Les résultats de ce travail confirment une prévalence double de surpoids (30% versus 17%) et quadruple d'obésité (18% versus 4%) au sein de la population d'enfants traités pour une leucémie aiguë comparées à la population suisse standard. Les facteurs de risque impliqués sont le BMI initial au diagnostic et le BMI maternel contrairement à Page, sexe, stéroïdes et au BMI paternel. Ces données confirment une prévalence significative d'enfants en surpoids/obèses au sein de cette population avec des résultats similaires à ceux retrouvés dans des études internationales récentes. Les facteurs de risque identifiés semblent plutôt liés à l'environnement familial qu'aux traitements. Ces constatations pourraient être le résultat d'interactions complexes entre "le background génétique", les facteurs environnementaux, les habitudes socioculturelles (activité physique, status nutritionnel) paramètres non évalués dans cette revue. Des études plus larges, prospectives sont nécessaires pour clarifier les rôles des différents facteurs de risque et de leurs interactions ;celles-ci devraient inclure des données génétiques (LEPR), taux de leptine, activité physique et le status nutritionnel. Enfin, l'identification des patients à risque est cruciale afin de prévenir les effets secondaires cardio-vasculaires, métaboliques bien connus liés au surpoids et à l'obésité.

Long-Term Community Recovery Report, Parkersburg, Iowa, December 2008

At approximately 5pm on May 25, 2008, City of Parkersburger was struck by a powerful EF5 tornado, estimated to be three-quarters of a mile wide. As it moved across the southern half of the City, the tornado cased severe damage, destroying at least twenty businesses and over two hundred fifty homes along with city Hall and Aplington-Parkersburg High School. Numerous other homes, businesses and civic buildings were damaged. Approximately two weeks later, Beaver Creek was among the many Iowa streams to flood. While Parkersburg was not affected significantly by flooding, a number of properties were damaged, including Beaver Meadows Golf Course and a City park with athletic fields.

The long-term culture of porcine urothelial cells and induction of urothelial stratification.

OBJECTIVE: To assess porcine urothelial cell cultures and the in vitro induction of urothelial stratification in long-term cultures, to study their morphological, functional and genetic behaviour, and thus provide potential autologous urothelium for tissue-engineered substitutes for demucosalized gastric or colonic tissue. MATERIALS AND METHODS: Primary cultures of porcine urothelium were established and the cells passaged thereafter. Cell specificity was confirmed by cytokeratin analysis, cell membrane stability assessed using lactate dehydrogenase leakage, cell de-differentiation by gamma-glutamyl transferase activity and genomic stability by karyotype investigations. Histology and scanning electron microscopy were performed to study the cultured cells and the stratified constructs. Furthermore, collagen matrices were tested as cell scaffolds. RESULTS: The cells were cultured for 180 days; 10 subcultures were established during this period. Stratification was induced in a culture flask and on a collagen matrix. Cytokeratins 7, 8, 17 and 18 were expressed in all cultures, and cell membranes were stable, with no evident de-differentiation. The cultures were stable in their genotype and no chromosomal aberrations were found. The histology and immunohistochemistry of the stratified porcine constructs, and cell membrane stability and cell de-differentiation, were compared with those in the human system. CONCLUSION: Pig and human urothelial cells can be cultured over a long period with no signs of senescence. Urothelial stratification can be induced in vitro. The collagen matrix seems to be an excellent scaffold, allowing cell adherence and growth.