Développement de méthodes analytiques pour la détection et la quantification de traces de produits pharmaceutiques dans les eaux du fleuve Saint Laurent

Le présent projet vise à documenter la nécessité d’augmenter notre connaissance de la présence des contaminants organiques tels que les médicaments dans l’environnement et d’évaluer leur devenir environnemental. On a étudié la présence de composés pharmaceutiques dans différents échantillons d'eau. On a focalisé nos efforts spécialement sur les échantillons d'eau de l'usine d'épuration de la Ville de Montréal et ses effluents, les eaux de surface avoisinantes et l’eau du robinet dans la région de Montréal. Pour ce faire, on a tout d’abord développé deux méthodes analytiques automatisées basées sur la chromatographie liquide avec extraction en phase solide (SPE) couplée à la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). On a également étudié les performances des trois techniques d'ionisation à pression atmosphérique (API), pour ensuite les utiliser dans la méthode analytique développée. On a démontré que l'ionisation par électronébulisation (ESI) est une méthode d'ionisation plus efficace pour l'analyse des contaminants pharmaceutiques dans des échantillons de matrices très complexes comme les eaux usées. Une première méthode analytique SPE couplée à la LC-MS/MS a été développée et validée pour l'étude des échantillons complexes provenant de l'usine d'épuration de la Ville de Montréal et des eaux de surface près de l'usine. Cinq médicaments de prescription ont été étudiés: le bézafibrate (un régulateur de lipides), le cyclophosphamide et le méthotrexate (deux agents anticancéreux), l'orlistat (un agent anti-obésité) et l’énalapril (utilisé dans le traitement de l'hypertension). La plupart de ces drogues sont excrétées par le corps humain et rejetées dans les eaux usées domestiques en faisant par la suite leur chemin vers les usines municipales de traitement des eaux usées. On a pu démontrer qu'il y a un faible taux d’élimination à l'usine d'épuration pour le bézafibrate et l'énalapril. Ces deux composés ont aussi été détectés dans les eaux de surface sur un site à proximité immédiate de la décharge de l’effluent de la station d'épuration. i En observant la nécessité de l'amélioration des limites de détection de la première méthode analytique, une deuxième méthode a été développée. Pour la deuxième méthode, un total de 14 contaminants organiques, incluant trois agents anti-infectieux (clarithromycin, sulfaméthoxazole et triméthoprime), un anticonvulsant (carbamazépine) et son produit de dégradation (10,11-dihydrocarbamazépine), l'agent antihypertensif (enalapril), deux antinéoplastiques utilisés en chimiothérapie (cyclophosphamide et méthotrexate), des herbicides (atrazine, cyanazine, et simazine) et deux produits de transformation de l’atrazine (deséthylatrazine et déisopropylatrazine) ainsi qu’un agent antiseptique (triclocarban). Ces produits ont été quantifiés dans les eaux de surface ainsi que dans l’eau du robinet. L'amélioration des limites de détection pour cette méthode a été possible grâce à la charge d'un volume d'échantillon supérieur à celui utilisé dans la première méthode (10 mL vs 1 mL). D'autres techniques de confirmation, telles que les spectres des ions produits utilisant une pente d’énergie de collision inverse dans un spectromètre de masse à triple quadripôle et la mesure des masses exactes par spectrométrie de masse à temps d’envol, ont été explorées. L'utilisation d'un analyseur de masse à temps d’envol a permis la confirmation de 6 des 14 analytes. Finalement, étant donné leur haute toxicité et pour évaluer leur persistance et leur transformation au niveau du traitement des eaux potables, la cinétique d'oxydation du cyclophosphamide et de méthotrexate avec l'ozone moléculaire et des radicaux OH a été étudiée. Les constantes de dégradation avec l'ozone moléculaire ont été calculées et la qualité de l'eau après traitement a pu être évaluée. Le rendement du processus d'ozonation a été amélioré pour la cyclophosphamide dans les eaux naturelles, en raison de la combinaison de réactions directes et indirectes. Cette étude a montré que l'ozone est très efficace pour oxyder le méthotrexate mais que le cyclophosphamide serait trop lent à s’oxyder pour un traitement efficace aux conditions usuelles de traitement de l’eau potable.

Les prédicteurs dynamiques (pré-traitement et en cours de traitement) en lien avec la récidive criminelle chez les agresseurs sexuels adultes

La récidive sexuelle est un sujet d’intérêt pour plusieurs chercheurs et intervenants qui travaillent auprès des délinquants sexuels. Afin de mieux prévenir la récidive sexuelle, il importe de bien connaître les causes sous-jacentes à cette problématique. De cette manière, il sera possible d’élaborer des programmes de traitement efficaces et spécifiques à la problématique. Au cours des dernières années, les études sur les prédicteurs de la récidive sexuelle ont mis l’accent essentiellement sur les prédicteurs statiques, mais aussi et de plus en plus sur les prédicteurs dynamiques. Cependant, il ressort de ces études que les caractéristiques inhérentes à l’implication du délinquant à l’intérieur de son programme de traitement ont été peu étudiées. Conséquemment, le but de cette étude est d’analyser les prédicteurs dynamiques de la récidive, l’alliance thérapeutique, la motivation en cours de traitement et le support social en lien à la récidive sexuelle. Pour ce faire, un échantillon de 299 agresseurs sexuels adultes de sexe masculin est pris en considération. Les données pour mener à terme les analyses statistiques sont recueillies avant le début du traitement et en cours de traitement. Trois types de récidive sont considérés : 1) sexuelle, 2) violente, 3) générale. Les variables indépendantes portent sur des outils psychométriques et sont de deux ordres : 1) pré-traitement, 2) en cours de traitement. Deux variables contrôles sont utilisées : 1) traitement complété ou non, 2) type de traitement; cognitivo-comportemental ou mixte. Ainsi, des analyses préliminaires (test T pour groupes indépendants) sont effectuées afin de sélectionner les variables utilisées pour la réalisation des analyses de survie. En raison de la faible prévalence de récidive sexuelle (5,4%), seules les récidives violentes (10,5%) et générales (18,7%) sont considérées. L’étude nous apprend que les résultats aux analyses de survie pour les récidives violentes et générales tendent à être en continuité à celles retrouvées dans les études existantes sur le sujet. Effectivement, l’étude actuelle informe de la pertinence de compléter un programme de traitement comme facteur de protection contribuant à réduire le risque probable de récidive. Le fait de présenter des croyances pédophiliques ou encore, de ne pas présenter de traits de personnalité compulsive sont des facteurs qui contribuent à augmenter les risques relatifs de récidive criminelle.

Embryonic and Uterine Characteristics of Diapause

L’implantation retardée ou diapause embryonnaire décrit l'arrêt ou le retardement pendant l'embryogenèse. Chez le vison, la diapause est corrélée avec une sécrétion pituitaire insuffisante de la prolactine, ayant pour résultat la différentiation incomplète du corpus luteum et réduction de la progestérone. Des études antérieures suggèrent que le blastocyste de vison en diapause demeure dans un état de quiescence ou se développe lentement. Pour élucider ceci, la réplication de l'ADN a été étudiée. Les résultats démontrent synthèse de l’ADN et prolifération cellulaire dans les embryons au stade de morula, avant la diapause et dans les blastocystes après la réactivation. La réplication de l'ADN a été également détectée dans des blastocystes en diapause et en diapause prolongée. L'implantation est considérée comme une interaction bidirectionnelle entre le blastocyste et l'utérus. Il a été montré que les prostaglandines sont importantes pour la vascularisation de l’utérus au moment de l’implantation et peuvent réactiver l'utérus des visons après la diapause. La concentration protéinique et la localisation de la phospholipase citosolique A2 (CPLA2) et de la cyclooxygenase 2 (COX2) ont été étudiées dans l'utérus de vison. L’expression de la CPLA2 et COX2 étaient sur-régulées au moment de l'implantation. Il est connu que la prolactine active les corpus luteum des visons. L'idée de un lien entre la prolactine et la voie de signalisation des prostaglandines a été testée en mesurant les récepteurs de prolactine. Les résultats montrent une augmentation de l’expression des récepteurs de prolactine à l'implantation suggérant que la prolactine pourrait activer la voie de prostaglandine à l'utérus par son propre récepteur. La conclusion, les embryons pendant la diapause ne sont pas arrêtées complètement et les protéines liées à la voie de prostaglandine sont implique dans la réactivation de l'utérus.

Impact du bicarbonate de sodium sur la prévention de la néphropathie induite par le produit de contraste en chirurgie endovasculaire pour anévrysme de l’aorte

Introduction: L’approche endovasculaire pour la réparation d’anévrysmes aortiques s’associe à une utilisation importante de produit de contraste, qui peut causer une néphropathie induite par le produit de contraste (NIC) en postopératoire. L’hydratation intraveineuse peut réduire l’incidence de NIC, mais quel produit utiliser reste incertain. Nous avons évalué le bicarbonate de sodium, comparé au NaCl 0,9%, pour réduire l’incidence de NIC. Méthode: Nous avons mené une étude prospective, randomisée et contrôlée à double insu chez 34 patients subissant une chirurgie endovasculaire pour anévrysme aortique. Les patients des deux groupes (17 patients par groupe) ont reçu du bicarbonate de sodium ou du NaCl 0,9% à raison de 3 mL/kg/h pour une heure avant l’intervention puis 1 mL/kg/h jusqu’à 6 h après la fin de la chirurgie. Tous les patients ont reçu du N-acétylcystéine. L’objectif principal était l’incidence de NIC, définie comme une élévation de plus de 25% de la créatinine sérique 48 h suivant l’exposition au produit de contraste. Des biomarqueurs précoces de lésion rénale ont été mesurés. Résultats: Une NIC s’est développée chez 1 patient (5,88%) appartenant au groupe bicarbonate, comparé à aucun patient (0%) dans le groupe NaCl 0,9% (P = 0,31). Les biomarqueurs de lésion rénale étaient significativement augmentés dans les deux groupes après l’exposition au produit de contraste. Conclusions: Nous avons démontré un faible taux d’insuffisance rénale suivant une chirurgie endovasculaire aortique, que l’hydratation soit effectuée avec du bicarbonate ou du NaCl 0,9%, malgré une élévation des biomarqueurs de lésion rénale.

Identité et immigration au Japon

Dans le contexte actuel de la mondialisation, l’immigration a un impact sur la question identitaire des pays d’accueil et bien que l’exemple du Japon ne soit pas un cas isolé, il comporte tout de même ses particularités. En effet, il est curieux de voir un pays de l’OCDE avec un si bas taux d’immigration, d’autant plus que le vieillissement de sa population le place au cœur de cette problématique. De plus, le cas du Japon est particulièrement intéressant dans la mesure où la question de l’homogénéité ethnique et culturelle, présentée par le nihonjinron, est centrale dans la définition de l’identité nationale. C’est donc en s’appuyant sur la théorie des communautés imaginées d’Anderson et sur la théorie des frontières ethniques de Barth qu’ont été analysés de nombreux ouvrages et articles d’ordre analytique et idéologique afin de démontrer l’influence que le maintien d’une identité nationale forte peut avoir sur le développement et la mise en place de politiques d’immigration au Japon. Ainsi, après avoir passé en revue les origines et l’évolution du peuple japonais moderne, autant sur le plan politique, éducatif, social, qu’économique et en présentant le développement des politiques migratoires jusqu’à aujourd’hui, il est possible de voir à quel point la question identitaire est profondément ancrée et soutenue par les élites du pays et que cela mène par conséquent à des politiques d’immigration strictes et contraignantes.

Excitation wavelength dependent fluorescence behaviour of nano colloids of ZnO

In this paper, the fluorescence behaviour of nano colloids of ZnO has been studied as a function of the excitation wavelength. We have found that excitation at the tail of the absorption band gives rise to an emission that shifts with the change of the excitation wavelength. The excitation wavelength dependent shift of the fluorescence maximum is measured to be between 60 and 100 nm. This kind of excitation wavelength dependent fluorescence behaviour, which may appear to be in violation of Kasha’s rule of excitation wavelength independence of the emission spectrum, has been observed for nano ZnO colloids prepared by two different chemical routes and different capping agents. It is shown that the existence of a distribution of energetically different molecules in the ground state coupled with a low rate of the excited state relaxation processes, namely, solvation and energy transfer, are responsible for the excitation wavelength dependent fluorescence behaviour of the systems.

Excitation wavelength dependent fluorescence behaviour of nano colloids of ZnO

In this paper, the fluorescence behaviour of nano colloids of ZnO has been studied as a function of the excitation wavelength. We have found that excitation at the tail of the absorption band gives rise to an emission that shifts with the change of the excitation wavelength. The excitation wavelength dependent shift of the fluorescence maximum is measured to be between 60 and 100 nm. This kind of excitation wavelength dependent fluorescence behaviour, which may appear to be in violation of Kasha’s rule of excitation wavelength independence of the emission spectrum, has been observed for nano ZnO colloids prepared by two different chemical routes and different capping agents. It is shown that the existence of a distribution of energetically different molecules in the ground state coupled with a low rate of the excited state relaxation processes, namely, solvation and energy transfer, are responsible for the excitation wavelength dependent fluorescence behaviour of the systems.

Lithium Containing Complex Metal Oxides and Metal phosphates:Investigations on their synthesis and various characterizations for rechargeable lithium battery applications

The work presented in the thesis is centered around two important types of cathode materials, the spinel structured LixMn204 (x =0.8to1.2) and the phospho -oIivine structured LiMP04 (M=Fe and Ni). The spinel system LixMn204, especially LiMn204 corresponding to x= 1 has been extensively investigated to understand its structural electrical and electrochemical properties and to analyse its suitability as a cathode material in rechargeable lithium batteries. However there is no reported work on the thermal and optical properties of this important cathode material. Thermal diffusivity is an important parameter as far as the operation of a rechargeable battery is concerned. In LixMn204, the electronic structure and phenomenon of Jahn-Teller distortion have already been established theoretically and experimentally. Part of the present work is an attempt to use the non-destructive technique (NDT) of photoacoustic spectroscopy to investigate the nature of the various electronic transitions and to unravel the mechanisms leading to the phenomenon of J.T distortion in LixMn204.The phospho-olivines LiMP04 (M=Fe, Ni, Mn, Co etc) are the newly identified, prospective cathode materials offering extremely high stability, quite high theoretical specific capacity, very good cycIability and long life. Inspite of all these advantages, most of the phospho - olivines especially LiFeP04 and LiNiP04 show poor electronic conductivity compared to LixMn204, leading to low rate capacity and energy density. In the present work attempts have been made to improve the electronic conductivity of LiFeP04 and LiNiP04 by adding different weight percentage MWNT .It is expected that the addition of MWNT will enhance the electronic conductivity of LiFeP04 and LiNiP04 with out causing any significant structural distortions, which is important in the working of the lithium ion battery.

An Alternative Approach To Computer System Security Monitoring And Enhancement Through System Call Sequence Analysis

Modern computer systems are plagued with stability and security problems: applications lose data, web servers are hacked, and systems crash under heavy load. Many of these problems or anomalies arise from rare program behavior caused by attacks or errors. A substantial percentage of the web-based attacks are due to buffer overflows. Many methods have been devised to detect and prevent anomalous situations that arise from buffer overflows. The current state-of-art of anomaly detection systems is relatively primitive and mainly depend on static code checking to take care of buffer overflow attacks. For protection, Stack Guards and I-leap Guards are also used in wide varieties.This dissertation proposes an anomaly detection system, based on frequencies of system calls in the system call trace. System call traces represented as frequency sequences are profiled using sequence sets. A sequence set is identified by the starting sequence and frequencies of specific system calls. The deviations of the current input sequence from the corresponding normal profile in the frequency pattern of system calls is computed and expressed as an anomaly score. A simple Bayesian model is used for an accurate detection.Experimental results are reported which show that frequency of system calls represented using sequence sets, captures the normal behavior of programs under normal conditions of usage. This captured behavior allows the system to detect anomalies with a low rate of false positives. Data are presented which show that Bayesian Network on frequency variations responds effectively to induced buffer overflows. It can also help administrators to detect deviations in program flow introduced due to errors.

Olive oil and haemostasis

Olive oil is a key component of the traditional Mediterranean diet; a diet that may explain the low rate of cardiovascular disease (CVD) in Southern European. (Extra virgin) Olive oil is a good source of monounsaturated fatty acids (MUFA) and phenolic compounds, both of which have been investigated for their effects on plasma lipids and lipoproteins, measures of oxidation and factors related to thrombosis. This issue aims to summarise the current understanding of the effects of such dietary components on the haemostatic system and subsequent risk of CVD. To date, evidence suggests that diets rich in MUFA and thus in olive oil attenuate the thrombotic response via a reduction in platelet aggregation and in postprandial FVII levels. Thrombosis is a key event in causing heart attacks and strokes, which if modulated by diet could pose a cost-effective way of reducing CVD incidence in populations that adhere to MUFA/olive oil-rich diets long-term.

Subspace-based blind adaptive multiuser detection for multirate DS/CDMA signals

The existing dual-rate blind linear detectors, which operate at either the low-rate (LR) or the high-rate (HR) mode, are not strictly blind at the HR mode and lack theoretical analysis. This paper proposes the subspace-based LR and HR blind linear detectors, i.e., bad decorrelating detectors (BDD) and blind MMSE detectors (BMMSED), for synchronous DS/CDMA systems. To detect an LR data bit at the HR mode, an effective weighting strategy is proposed. The theoretical analyses on the performance of the proposed detectors are carried out. It has been proved that the bit-error-rate of the LR-BDD is superior to that of the HR-BDD and the near-far resistance of the LR blind linear detectors outperforms that of its HR counterparts. The extension to asynchronous systems is also described. Simulation results show that the adaptive dual-rate BMMSED outperform the corresponding non-blind dual-rate decorrelators proposed by Saquib, Yates and Mandayam (see Wireless Personal Communications, vol. 9, p.197-216, 1998).

How difficult is it to recover from dangerous levels of global warming?

Climate models provide compelling evidence that if greenhouse gas emissions continue at present rates, then key global temperature thresholds (such as the European Union limit of two degrees of warming since pre-industrial times) are very likely to be crossed in the next few decades. However, there is relatively little attention paid to whether, should a dangerous temperature level be exceeded, it is feasible for the global temperature to then return to safer levels in a usefully short time. We focus on the timescales needed to reduce atmospheric greenhouse gases and associated temperatures back below potentially dangerous thresholds, using a state-of-the-art general circulation model. This analysis is extended with a simple climate model to provide uncertainty bounds. We find that even for very large reductions in emissions, temperature reduction is likely to occur at a low rate. Policy-makers need to consider such very long recovery timescales implicit in the Earth system when formulating future emission pathways that have the potential to 'overshoot' particular atmospheric concentrations of greenhouse gases and, more importantly, related temperature levels that might be considered dangerous.

Tobit estiamtion with unknown point of censoring with an application to milk market participation in the Ethiopian highlands

Data augmentation is a powerful technique for estimating models with latent or missing data, but applications in agricultural economics have thus far been few. This paper showcases the technique in an application to data on milk market participation in the Ethiopian highlands. There, a key impediment to economic development is an apparently low rate of market participation. Consequently, economic interest centers on the “locations” of nonparticipants in relation to the market and their “reservation values” across covariates. These quantities are of policy interest because they provide measures of the additional inputs necessary in order for nonparticipants to enter the market. One quantity of primary interest is the minimum amount of surplus milk (the “minimum efficient scale of operations”) that the household must acquire before market participation becomes feasible. We estimate this quantity through routine application of data augmentation and Gibbs sampling applied to a random-censored Tobit regression. Incorporating random censoring affects markedly the marketable-surplus requirements of the household, but only slightly the covariates requirements estimates and, generally, leads to more plausible policy estimates than the estimates obtained from the zero-censored formulation

Robustness despite uncertainty: regional climate data reveal the dominant role of humans in explaining global extinctions of Late Quaternary megafauna

Debate over the late Quaternary megafaunal extinctions has focussed on whether human colonisation or climatic changes were more important drivers of extinction, with few extinctions being unambiguously attributable to either. Most analyses have been geographically or taxonomically restricted and the few quantitative global analyses have been limited by coarse temporal resolution or overly simplified climate reconstructions or proxies. We present a global analysis of the causes of these extinctions which uses high-resolution climate reconstructions and explicitly investigates the sensitivity of our results to uncertainty in the palaeological record. Our results show that human colonisation was the dominant driver of megafaunal extinction across the world but that climatic factors were also important. We identify the geographic regions where future research is likely to have the most impact, with our models reliably predicting extinctions across most of the world, with the notable exception of mainland Asia where we fail to explain the apparently low rate of extinction found in in the fossil record. Our results are highly robust to uncertainties in the palaeological record, and our main conclusions are unlikely to change qualitatively following minor improvements or changes in the dates of extinctions and human colonisation.

Cool Roofs for improving thermal performance of EU office buildings: an investigation for different climates and building layouts

Cool materials are characterized by having a high solar reflectance r – which is able to reduce heat gains during daytime - and a high thermal emissivity ε that enables them to dissipate the heat absorbed throughout the day during night. Despite the concept of cool roofs - i.e. the application of cool materials to roof surfaces - is well known in US since 1990s, many studies focused on their performance in both residential and commercial sectors under various climatic conditions for US countries, while only a few case studies are analyzed in EU countries. The present work aims at analyzing the thermal benefits due to their application to existing office buildings located in EU countries. Indeed, due to their weight in the existing buildings stock, as well as the very low rate of new buildings construction, the retrofit of office buildings is a topic of great concern worldwide. After an in-depth characterization of the existing buildings stock in the EU, the book gives an insight into roof energy balance due to different technological solutions, showing in which cases and to what extent cool roofs are preferable. A detailed description of the physical properties of cool materials and their availability on the market provides a solid background for the parametric analysis carried out by means of detailed numerical models that aims at evaluating cool roofs performance for various climates and office buildings configurations. With the help of dynamic simulations, the thermal behavior of representative office buildings of the existing EU buildings stock is assessed in terms of thermal comfort and energy needs for air conditioning. The results, which consider several variations of building features that may affect the resulting energy balance, show how cool roofs are an effective strategy for reducing overheating occurrences and thus improving thermal comfort in any climate. On the other hand, potential heating penalties due to a reduction in the incoming heat fluxes through the roof are taken into account, as well as the aging process of cool materials. Finally, an economic analysis of the best performing models shows the boundaries for their economic convenience.