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Mecanismo de desenvolvimento limpo: um ensaio teórico sob a ótica da estratégia e dos custos de transação
Authors: Freire Rommel de Santana , Carmona Charles Ulises de Montreuil , Sales Jefferson David Araujo , Anjos Luiz Carlos Marques dos , Queiroga Amanda Alburquerque , Filho Abimael Magno do Ouro , Lucian Rafael
Published: August 2017

Desde que o Protocolo de Kyoto entrou em vigor em 2005, diversos países passaram a implementar políticas para a redução das emissões de gases efeito estufa (GEE). Desta forma, as empresas tiveram que adaptar seus produtos e processos a fim de reduzir seus níveis de poluição. Como novas estratégias que visam adquirir diferencial competitivo perante suas concorrentes, a redução dos níveis de poluição e a entrada no mercado de créditos de carbono tornaram-se mais um importante caminho para as empresas maximizarem seus resultados. Uma opção para empresas brasileiras é a venda de certificados de créditos de carbono através da utilização do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). O objetivo deste ensaio teórico é discutir como empresas brasileiras podem usar o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo para reduzirem seus custos de transação, ao tempo em que melhoram seus resultados econômicos.
Determinação de metais pesados em amostras de sedimento do Canal do Pepino - Pelotas (RS)
Authors: Sanches Filho Pedro José , Peil Ana Paula Quevedo
Published: August 2017

Estudos sobre metais pesados em sedimentos são importantes, pois contribuem para monitoramento e avaliação ambiental de um determinado ambiente. Este estudo teve por objetivo analisar a concentração de metais pesados presentes em amostras de sedimento do Canal do Pepino, coletadas em cinco pontos ao longo do mesmo, em dezembro de 2009. As determinações das concentrações de Pb, Zn, Cu e Cr foram realizadas através de digestão ácida de 2g das amostras em Banho-Maria, com água régia a 50% e 1mL de HClO4. Os extratos foram analisados através da espectrofotometria de absorção atômica em chama. Analisou-se também a granulometria e matéria orgânica. Os resultados indicaram uma estreita relação entre a concentração de metais pesados, o teor de matéria orgânica e granulometria fina presente no sedimento do Canal do Pepino. Todos os metais foram detectados, porém os pontos que apresentaram maior contaminação foram os localizados na zona mais central da cidade.
Solos-relevo e áreas agrícolas: correlações com a degradação de solos nos brejos de altitude da Paraíba
Authors: Marques Ailson de Lima , Silva Janaina Barbosa da , Silva Danielle Gomes da , Moura Debora Coelho
Published: August 2017

Brejos de altitude são refúgios ecológicos (ilhas) de elevada umidade, encontrados nos estados de Alagoas, Pernambuco, Paraíba, Rio grande do Norte e Ceará, privilegiados com características geossistêmicas superiores, entre as quais, no brejo de altitude de Areia-PB, os solos e o relevo constituem elementos importantes dentro de uma paisagem agraria em estado de degradação de solos. Nesse sentido, esta pesquisa usa o Geoprocessamento e o trabalho de campo e tem por objetivos: classificar e analisar as interações pedo-gemorfológicas do brejo de altitude de Areia (PB), e identificar e discutir os usos e ocupações no Município, com um enfoque na degradação de solos. Os resultados demonstram a estreita relação histórica de ocupação ligada a paisagem formada por Áreas de Preservação Permanentes e transformação destas em áreas agrícolas monocultoras e esporádicas nas duas Unidades Morfo-pedogênicas: Solos Maduros, que abrange o Argissolo vermelho-amarelos eutrófico e o Nitossolo. E Unidade Solos Jovens, que abrange o Neossolo distrófico e o Luvissolo. O entendimento do Meio e das propriedades dos solos, de acordo com a sua capacidade de uso é o primeiro passo de um planejamento agrícola e uso ecológico, numa escala espaço-temporal infinito. Assim entre as principais práticas que poderiam ser adotadas para conservação dos solos no município de Areia estão: reestabelecimento da vegetação nas APPs, como Topos de morros, encostas íngremes, entorno das nascentes e margens dos cursos d’água, rotação de culturas para pousio e plantio em curvas de nível para evitar processos erosivos.
Responsabilidade social de um grande banco de varejo brasileiro
Authors: Paula Helton Cristian De
Published: August 2017

O presente trabalho apresenta o posicionamento do Banco do Brasil S.A. frente à questão da responsabilidade social. O Balanço Social ou Relatório de Sustentabilidade é utilizado como ferramenta de análise uma vez que foi criado com o objetivo de evidenciar a atuação das empresas sob a ótica social. O delineamento da pesquisa configura-se como descritivo na medida em que apresenta as características de informações evidenciadas nos Balanços Sociais da instituição financeira objeto de estudo. Para coleta de dados foram selecionados sete indicadores dos Balanços Sociais do Banco do Brasil S.A., referentes ao período de 1997 a 2006. Os resultados mostram o aumento dos investimentos na área social, tanto em projetos de combate a fome quanto em benefícios para os funcionários. Os avanços observados nos estudos denotam serem frutos da conscientização das pessoas da necessidade de busca de um crescimento sustentável que permite a inclusão social e maiores oportunidades para todos.
Análise espaço-temporal de parâmetros de qualidade da água no Rio Piracicaba, Minas Gerais, Brasil
Authors: Queiroz Marluce Teixeira Andrade , Sabará Millor Godoy , Queiroz Carolina Andrade , Leão Mônica Maria Diniz , Amorim Camila Costa de
Published: August 2017

O presente trabalho buscou verificar a contribuição física, química e biológica do reservatório da Usina Hidrelétrica de Sá Carvalho, para o Rio Piracicaba, Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Minas Gerais. Realizaram-se coletas quadrimestrais da água superficial (bruta), nos períodos de seca e chuva, entre novembro/2006 até julho/2012, em quatro pontos de coletados localizados em Nova Era (P1), Timóteo (P2), Coronel Fabriciano (P3) e Ipatinga (P4) nas proximidades do seu deságüe no Rio Doce. As variáveis limnológicas foram coletadas e avaliadas de acordo com CETESB (2006) e APHA (2005), enquanto os dados pertinentes ao reservatório foram obtidos através dos relatórios produzidos pela CEMIG (2012). Quanto ao reservatório constatou-se que em sua área da captação ocorrem atividades agropecuárias e extrativismo florestal com repercussões, tais como, a desertificação que promove alterações climáticas influenciando a concentração das substâncias químicas no corpo hídrico. Em todas as localidades desse estudo apurou-se IQA regular. Os piores resultados foram detectados na estação seca explicitando relação com a elevação da turbidez indicando melhor correlação em P4 sendo constatado que a redução da precipitação pluviométrica se constituiu em impeditivo para autodepuração sendo identificadas condições de intenso assoreamento também à jusante da UHE – Sá Carvalho. Constatou-se que a geração de energia elétrica não é principal responsável pela degradação do manancial perdendo para a siderurgia, mineração, esgoto sanitário e exploração florestal. Entende-se que deve ser intensificado o programa de preservação das áreas degradadas e educação ambiental visando o desenvolvimento sustentável da região de estudo.
Diagnóstico de gerenciamento de resíduos sólidos domiciliares na estância turística de Ibiúna (SP) Brasil
Authors: Cruz Jéssica Vilela da , Vieira William , Lima Laine Rodrigues , Soto Francisco Rafael Martins
Published: August 2017

Este trabalho teve por objetivo geral o diagnostico e a proposta de gerenciamento de resíduos sólidos domiciliares (GRSD) na Estância Turística de Ibiúna-SP, Brasil. Os objetivos específicos do trabalho foram: a) o diagnóstico do GRSD; b) realização da análise temporal de vida útil do aterro sanitário; c) o diagnóstico da situação social e econômica dos catadores e o nível de educação ambiental da população em relação ao GRSD. Para o diagnóstico do GRSD foi realizada a análise de dados envolvendo secretarias municipais, câmara municipal, empresa privada de limpeza pública, cooperativa de catadores e empresas de reciclagem. A avaliação temporal do aterro sanitário consistiu na realização da gravimétrica dos resíduos sólidos domiciliares (RSD) e a simulação de diferentes taxas de reciclagem e compostagem dos RSD. Para o diagnóstico de educação ambiental da população em relação ao GRSD, selecionou-se uma amostra aleatória simples de 280 pessoas para responder a um questionário. Para o diagnóstico da situação social e econômica dos catadores, foi aplicado um questionário para 17 catadores escolhidos aleatoriamente. O resultado relacionado a reciclagem e compostagem dos RSD apresentaram valores de 1,04% e zero, respectivamente. Para gerar impactos significativos no aumento de vida útil do aterro sanitário acima de um ano, são necessárias que sejam atingidas taxas de reciclagem e compostagem em conjunto de 30% ou superior a este valor. A maioria dos catadores perceberam baixos rendimentos mas gostam do que faz. Há uma baixa prática por parte da população da coleta seletiva, reciclagem, compostagem e outras ações relacionadas ao GRSD.
A percepção de educandos em relação às ações do PNAE voltadas ao desenvolvimento sustentável
Authors: Debastiani Solange Maria , Tugoz Jamila El , Brandalise Loreni Teresinha
Published: August 2017

O presente artigo tem o objetivo de verificar a percepção dos educandos de uma escola pública de grande porte em relação às ações do Programa Nacional de Alimentação Escolar (PNAE). A pesquisa é de cunho exploratório e quantitativo, do tipo survey, feita a partir da análise de educandos de uma escola pública do estado do Paraná, tendo como referência a merenda escolar preparada com alimentos orgânicos. No desenvolvimento da pesquisa, utilizou-se o modelo Vapercom, desenvolvido por Brandalise (2008), cuja proposta é a de identificar o grau de percepção da variável ambiental na cadeia produtiva, na ótica da redução, na reutilização e na reciclabilidade dos recursos, associado ao comportamento do consumidor, considerando a Análise do Ciclo de Vida do produto (ACV). A coleta de dados foi realizada por meio de um questionário com 42 questões objetivas e a amostra foi de 999 alunos pesquisados do referido colégio. Para a tabulação e análise dos dados coletados, dispôs-se de planilhas de Excel. A partir dos resultados obtidos em meio ao presente trabalho, pôde-se observar que a maioria dos estudantes não sabe que a própria escola a que frequentam prepara a merenda com base fundamentalmente em produtos orgânicos e livres de agrotóxicos. A partir dos resultados apresentados nesse trabalho, está evidenciado que a escola precisa melhorar suas ações referentes à informação dos alunos sobre os alimentos orgânicos utilizados no preparo da merenda escolar e, também, às ações relativas ao desenvolvimento sustentável.
Gestão dos resíduos sólidos e a educação ambiental: um estudo de caso de Lavras, Minas Gerais
Authors: Bicalho Marcondes Lomeu , Pereira José Roberto , Laudares Sarita Soraia de Alcântara
Published: August 2017

A gestão dos resíduos sólidos urbanos tornou-se um grande desafio aos municípios brasileiros após a publicação da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). A PNRS apresenta, dentre outros instrumentos à gestão adequada dos resíduos, a educação ambiental e a participação social na gestão pública. O objetivo desse trabalho é analisar a gestão dos resíduos sólidos urbanos em Lavras/MG sob a percepção da população, acerca de questões que envolvem o conhecimento sobre a gestão dos resíduos no município e a educação ambiental. A metodologia utilizada possui natureza quantitativa e a técnica utilizada foi a aplicação de questionários estruturados a uma amostra populacional de Lavras. Reconhecer a realidade local é o primeiro passo para começar um planejamento de ações educativas sobre determinado tema. Os resultados mostraram que a população lavrense possui baixo conhecimento sobre importantes aspectos relacionados a gestão dos resíduos sólidos urbanos, tais como, coleta seletiva, processos de elaboração e avaliação de políticas públicas, Conselho Municipal de Meio Ambiente, consumo consciente e importância dos catadores de materiais recicláveis. Além disso, foi demonstrado que os indivíduos com maior escolaridade, maior renda e menor idade reconhecem mais ações de educação ambiental que envolve a gestão dos resíduos sólidos urbanos. Verifica-se, portanto, a necessidade de ações efetivas de educação ambiental no município.
Preferência dos investidores em relação ao perfil econômico-financeiro das empresas participantes do ISE: revisão sistemática
Authors: Kuzma Edson Luis , Lopes Edinéia , Mascarenhas Luis Paulo Gomes , Matos Raquel Dorigan de , Doliveira Sérgio Luis Dias
Published: August 2017

A inserção da temática Sustentabilidade no contexto empresarial é estabelecida a partir dos elementos voltados ao aspecto econômico, da dimensão social e ambiental como sendo relevantes à configuração social. A adoção de práticas sustentáveis empresariais parte de demandas de cunho social, mas também das preferências dos investidores, que buscam aplicar seus recursos em empreendimentos julgados rentáveis. Portanto, considerando a relevância das discussões que envolvem a Sustentabilidade e as suas decorrências no mercado, a presente pesquisa buscou analisar e conhecer a preferência dos investidores em relação ao perfil econômico-financeiro das empresas participantes do Índice de Sustentabilidade Empresarial (ISE) da BM&F Bovespa. Para tanto, optou-se pelo desenvolvimento de uma revisão sistêmica de cunho quantitativo das publicações da ANPAD dos últimos dez anos, considerando o período de 2005 a 2014. As pesquisas abordam, em unanimidade, o ISE, que mensura as atividades e o desempenho das empresas de capital aberto que empreendem ações com foco na articulação dos aspectos econômico, social e ambiental. Os resultados apontam que há estudos que sinalizam positivamente para a utilização do Índice de Sustentabilidade Empresarial como elemento de evidenciação de ações voltadas à sustentabilidade, ressaltando que sua adoção reverteu em benefícios positivos à empresa. Outros indicam que não podem ser aferidas vantagens relacionadas à melhor visibilidade da empresa no mercado pela simples utilização do Índice de Sustentabilidade Empresarial, pois as demonstrações revelam que, pela contraposição das tendências e preferências moldadas pelo sistema econômico, não há evidências que fundamentem tal posição.
Estimativa da pegada de carbono no setor de soja no município de Paragominas, Pará
Authors: Vasconcellos Renan Coelho de , Beltrão Norma Ely Santos , Pontes Altem Nascimento
Published: August 2017

A pegada de carbono surgiu com o intuito de administrar as emissões de gases de efeito estufa e é uma das várias formas de se medir seus impactos, obtendo grande visibilidade na comunidade acadêmica após o vislumbre de seus resultados. Objetiva-se, portanto, utilizar indicador de pegada de carbono para estimar as emissões de GEE geradas na produção de soja no município de Paragominas-PA, no período de 1997 a 2013, e com isso avaliar a contribuição dessa cultura agrícola para o balanço de emissões e as mudanças climáticas regionais. Realizou-se o cálculo da pegada de carbono com dados de volume de produção e área plantada de soja no município de Paragominas e após isso utilizou-se a metodologia de Cheng et al. (2011) para aferir seu valor. Tal metodologia realiza o cálculo da Pegada de Carbono total a partir da somatória das pegadas de carbono individuais por uso de fertilizantes, da eletricidade usada na irrigação, do uso de agrotóxicos e das emissões de N2O. Analisando os resultados referentes à Pegada de Carbono anual, percebe-se que ela vem obtendo valores mais significativos com o passar do tempo em virtude principalmente do aumento da área plantada de soja. Infere-se ainda que o valor de PC está mais ligado à esta área plantada do que propriamente à produção de soja, isto porque é durante a plantação que são empregados os fertilizantes e agrotóxicos – refletidos nos valores de PCF e PCA – e a área total de produção influencia diretamente os valores de PCI e indiretamente as outras Pegadas individuais.
Infarto agudo do miocárdio: uma revisão bibliográfica
Authors: Prata Sobrinho José Renaldo , Oliveira de Carvalho Fábio Luiz , Ferreira Pereira Renan Sallazar , Chueh Fábio Roberto , Leal Rodrigo Andrade , Nascimento Martins Leandro Rabelo , De Gouveia Valber Tenório , Oliveira Dourado Diego Souza Silva , De Miranda e Macêdo João Renato , De Matos Júnior Erivelton Jofre , Alves Renée Nascimento
Published: August 2017

O estudo foi desenvolvido mediante pesquisa bibliográfica, realizada nos laboratórios de informática da UniAges. A análise e a construção do artigo científico foram realizadas durante o semestre 2015-1 pela turma do terceiro período de Enfermagem. Infarto agudo do miocárdio é uma lesão isquêmica do músculo miocárdio, devido à falta de fluxo sanguíneo, consequentemente de oxigenação. A gravidade da doença remete a necessidade de novos estudos e pesquisas que esclareçam e contribuam para diminuição do índice casos, já que existe uma alta prevalência de mortalidade e morbidade da doença. Indubitavelmente somente o controle dos fatores de risco para o infarto agudo do miocárdio pode ser efetivo para diminuição dos índices de mortalidade por causas cardiovasculares. É importante ressaltar que os hábitos saudáveis devem ser mantidos ao longo de toda vida, para se proteger de novos eventos. O atendimento imediato ao paciente aumenta as chances de sobrevivência e uma recuperação com um mínimo de sequelas.
Bioquímica da relação patógeno-hospedeiro: a importância biológica, funcional e estrutural do micronutriente cobre para o crescimento e infecção por fungos patogênicos
Authors: Santos Rodrigo da Silva , Almeida Danilo Candido de , Cruz Aline Helena da Silva
Published: August 2017

Os íons metálicos são elementos vitais que participam de inúmeros processos metabólicos em todos os tipos celulares, sendo ligados diretamente ao metabolismo do DNA e ao processamento pós-traducional da maioria das proteínas. Em micro-organismos patogênicos os íons metálicos ainda garantem uma colonização bem-sucedida do parasita no hospedeiro. Dessa forma, é de extrema importância para o bom funcionamento celular que haja tanto a distribuição correta dos metais, quanto sua devida concentração, nos compartimentos intracelulares, já que aparentemente qualquer distúrbio na concentração de íons metálicos em meio intracelular pode causar danos a elementos metabólicos vitais, geralmente acarretando morte celular.
Freeze-thaw decellularization of the trabecular meshwork in an ex vivo eye perfusion model
Authors: Dang Yalong , Waxman Susannah , Wang Chao , Jensen Adrianna , Loewen Ralitsa T. , Bilonick Richard A. , Loewen Nils A.
Published: August 2017

Objective

The trabecular meshwork (TM) is the primary substrate of outflow resistance in glaucomatous eyes. Repopulating diseased TM with fresh, functional TM cells might be a viable therapeutic approach. Decellularized TM scaffolds have previously been produced by ablating cells with suicide gene therapy or saponin, which risks incomplete cell removal or dissolution of the extracellular matrix, respectively. We hypothesized that improved trabecular meshwork cell ablation would result from freeze-thaw cycles compared to chemical treatment.

Materials and Methods

We obtained 24 porcine eyes from a local abattoir, dissected and mounted them in an anterior segment perfusion within two hours of sacrifice. Intraocular pressure (IOP) was recorded continuously by a pressure transducer system. After 72 h of IOP stabilization, eight eyes were assigned to freeze-thaw (F) ablation (−80 °C × 2), to 0.02% saponin (S) treatment, or the control group (C), respectively. The TM was transduced with an eGFP expressing feline immunodeficiency viral (FIV) vector and tracked via fluorescent microscopy to confirm ablation. Following treatment, the eyes were perfused with standard tissue culture media for 180 h. TM histology was assessed by hematoxylin and eosin staining. TM viability was evaluated by a calcein AM/propidium iodide (PI) assay. The TM extracellular matrix was stained with Picro Sirius Red. We measured IOP and modeled it with a linear mixed effects model using a B-spline function of time with five degrees of freedom.

Results

F and S experienced a similar IOP reduction of 30% from baseline (P = 0.64). IOP reduction of about 30% occurred in F within 24 h and in S within 48 h. Live visualization of eGFP demonstrated that F conferred a complete ablation of all TM cells and only a partial ablation in S. Histological analysis and Picro Sirius staining confirmed that no TM cells survived in F while the extracellular matrix remained. The viability assay showed very low PI and no calcein staining in F in contrast to many PI-labeled, dead TM cells and calcein-labeled viable TM cells in S.

Conclusion

We developed a rapid TM ablation method that uses cyclic freezing that is free of biological or chemical agents and able to produce a decellularized TM scaffold with preserved TM extracellular matrix in an organotypic perfusion culture.
Presence of the tunicate Asterocarpa humilis on ship hulls and aquaculture facilities in the coast of the Biobío Region, south central Chile
Authors: Pinochet Javier , Leclerc Jean-Charles , Brante Antonio , Daguin-Thiébaut Claire , Díaz Christian , Tellier Florence , Viard Frédérique
Published: August 2017

Non-native ascidians are important members of the fouling community associated with artificial substrata and man-made structures. Being efficient fouling species, they are easily spread by human-mediated transports (e.g., with aquaculture trade and maritime transports). This is exemplified by the ascidian Asterocarpa humilis which displays a wide distribution in the Southern Hemisphere and has been recently reported in the Northern Hemisphere (NW Europe). In continental Chile, its first report dates back from 2000 for the locality of Antofagasta (23°S). Although there was no evidence about the vectors of introduction and spread, nor the source, some authors suggested maritime transport by ship hulls and aquaculture devices as putative introduction pathways and vectors. In the present study, we report for the first time the presence of A. humilis on the hull of an international ship in a commercial port in Concepción bay (36°S), south central Chile. We also found one individual associated to a seashell farm, 70 km far from Concepción bay. Further individuals were subsequently identified within Concepción bay: one juvenile settled upon international harbor pilings and a dozen individuals along aquaculture seashell longlines. For the first specimens sampled, species identification was ascertained using both morphological criteria and molecular barcoding, using the mitochondrial gene cytochrome c oxidase subunit I (COI) and a nuclear gene (ribosomal RNA 18S). The nuclear 18S gene and the mitochondrial gene COI clearly assigned the specimens to A. humilis, confirming our morphological identification. Two haplotypes were obtained with COI corresponding to haplotypes previously obtained with European and Northern Chilean specimens. The present study thus reports for the first time the presence of A. humilis in the Araucanian ecoregion, documenting the apparent expansion of this non-native tunicate in Chile over 2,000 km, spanning over three ecoregions. In addition we reveal the potential implication of the international maritime transport as a vector of spread of this species along the Eastern Pacific coast, and the putative role of aquaculture facilities in promoting local establishments of non-native tunicates.
MicroRNAs tend to synergistically control expression of genes encoding extensively-expressed proteins in humans
Authors: Chen Xue , Zhao Wei , Yuan Ye , Bai Yan , Sun Yong , Zhu Wenliang , Du Zhimin
Published: August 2017

Considering complicated microRNA (miRNA) biogenesis and action mechanisms, it was thought so high energy-consuming for a cell to afford simultaneous over-expression of many miRNAs. Thus it prompts that an alternative miRNA regulation pattern on protein-encoding genes must exist, which has characteristics of energy-saving and precise protein output. In this study, expression tendency of proteins encoded by miRNAs’ target genes was evaluated in human organ scale, followed by quantitative assessment of miRNA synergism. Expression tendency analysis suggests that universally expressed proteins (UEPs) tend to physically interact in clusters and participate in fundamental biological activities whereas disorderly expressed proteins (DEPs) are inclined to relatively independently execute organ-specific functions. Consistent with this, miRNAs that mainly target UEP-encoding mRNAs, such as miR-21, tend to collaboratively or even synergistically act with other miRNAs in fine-tuning protein output. Synergistic gene regulation may maximize miRNAs’ efficiency with less dependence on miRNAs’ abundance and overcome the deficiency that targeting plenty of genes by single miRNA makes miRNA-mediated regulation high-throughput but insufficient due to target gene dilution effect. Furthermore, our in vitro experiment verified that merely 25 nM transfection of miR-21 be sufficient to influence the overall state of various human cells. Thus miR-21 was identified as a hub in synergistic miRNA–miRNA interaction network. Our findings suggest that synergistic miRNA–miRNA interaction is an important endogenous miRNA regulation mode, which ensures adequate potency of miRNAs at low abundance, especially those implicated in fundamental biological regulation.
Testing a thermo‐chemo‐hydro‐geomechanical model for gas hydrate‐bearing sediments using triaxial compression laboratory experiments
Authors: Gupta S. , Deusner C. , Haeckel M. , Helmig R. , Wohlmuth B.
Published: August 2017

Natural gas hydrates are considered a potential resource for gas production on industrial scales. Gas hydrates contribute to the strength and stiffness of the hydrate‐bearing sediments. During gas production, the geomechanical stability of the sediment is compromised. Due to the potential geotechnical risks and process management issues, the mechanical behavior of the gas hydrate‐bearing sediments needs to be carefully considered. In this study, we describe a coupling concept that simplifies the mathematical description of the complex interactions occurring during gas production by isolating the effects of sediment deformation and hydrate phase changes. Central to this coupling concept is the assumption that the soil grains form the load‐bearing solid skeleton, while the gas hydrate enhances the mechanical properties of this skeleton. We focus on testing this coupling concept in capturing the overall impact of geomechanics on gas production behavior though numerical simulation of a high‐pressure isotropic compression experiment combined with methane hydrate formation and dissociation. We consider a linear‐elastic stress‐strain relationship because it is uniquely defined and easy to calibrate. Since, in reality, the geomechanical response of the hydrate‐bearing sediment is typically inelastic and is characterized by a significant shear‐volumetric coupling, we control the experiment very carefully in order to keep the sample deformations small and well within the assumptions of poroelasticity. The closely coordinated experimental and numerical procedures enable us to validate the proposed simplified geomechanics‐to‐flow coupling, and set an important precursor toward enhancing our coupled hydro‐geomechanical hydrate reservoir simulator with more suitable elastoplastic constitutive models.
Cosmic ray event in 994 C.E. recorded in radiocarbon from Danish oak
Authors: Fogtmann‐Schulz A. , Østbø S. M. , Nielsen S. G. B. , Olsen J. , Karoff C. , Knudsen M. F.
Published: August 2017

We present measurements of radiocarbon in annual tree rings from the time period 980–1006 Common Era (C.E.), hereby covering the cosmic ray event in 994 C.E. The new radiocarbon record from Danish oak is based on both earlywood and latewood fractions of the tree rings, which makes it possible to study seasonal variations in 14C production. The measurements show a rapid increase of ∼10‰ from 993 to 994 C.E. in latewood, followed by a modest decline and relatively high values over the ensuing ∼10 years. This rapid increase occurs from 994 to 995 C.E. in earlywood, suggesting that the cosmic ray event most likely occurred during the period between April and June 994 C.E. Our new record from Danish oak shows strong agreement with existing Δ14C records from Japan, thus supporting the hypothesis that the 994 C.E. cosmic ray event was uniform throughout the Northern Hemisphere and therefore can be used as an astrochronological tie point to anchor floating chronologies of ancient history.
The neglected Indo‐Gangetic Plains low‐level jet and its importance for moisture transport and precipitation during the peak summer monsoon
Authors: Acosta R. P. , Huber M.
Published: August 2017

Accurately simulating the Indo‐Asian monsoon (IAM) using atmospheric general circulation models (AGCMs) is challenging but crucial. This study uses reanalysis products European Centre of Medium‐Range Forecast Interim reanalysis, Japanese Reanalysis year 55, and High Asia Reanalysis to highlight an easterly, low‐level barrier jet along the Indo‐Gangetic Plain (referred from here as IG LLJ), which we identify as the primary moisture transport mechanism for the northeastern branch of the IAM. We show that the NCAR family of AGCMs (Community Atmospheric Model (CAM)) does not capture this circulation until 1/2° or greater spatial horizontal resolution is used. The IG LLJ develops due to a persistent low‐pressure system centered over the Ganges basin and is enhanced by the Himalayas. Using diabatic heating rates and the moist Froude number as diagnostics, we find that in CAM, this branch of the IAM displays two different dynamical regimes as a function of resolution. At low resolution, the atmosphere near the Himalayas is statically unstable, diabatic heating is strong, and the moisture flow is southwesterly from the Arabian Sea and moves over the terrain (unblocked). At high resolution, the moist static stability near the Himalayan Mountains is stable, diabatic heating is weak, and the flow primarily enters easterly from the Bay of Bengal and moves parallel to the terrain (blocked). During the summer season, the low‐resolution CAM is locked into the unblocked mode, which has serious implications for interpreting topography‐monsoon interactions. For a broader context, we demonstrate that more than half of the CMIP5 models do not capture the IG LLJ, which further highlights model‐data mismatch across the IAM region.
Climatic and physiographic controls of spatial variability in surface water balance over the contiguous United States using the Budyko relationship
Authors: Abatzoglou John T. , Ficklin Darren L.
Published: August 2017

The geographic variability in the partitioning of precipitation into surface runoff (Q) and evapotranspiration (ET) is fundamental to understanding regional water availability. The Budyko equation suggests this partitioning is strictly a function of aridity, yet observed deviations from this relationship for individual watersheds impede using the framework to model surface water balance in ungauged catchments and under future climate and land use scenarios. A set of climatic, physiographic, and vegetation metrics were used to model the spatial variability in the partitioning of precipitation for 211 watersheds across the contiguous United States (CONUS) within Budyko's framework through the free parameter ω. A generalized additive model found that four widely available variables, precipitation seasonality, the ratio of soil water holding capacity to precipitation, topographic slope, and the fraction of precipitation falling as snow, explained 81.2% of the variability in ω. The ω model applied to the Budyko equation explained 97% of the spatial variability in long‐term Q for an independent set of watersheds. The ω model was also applied to estimate the long‐term water balance across the CONUS for both contemporary and mid‐21st century conditions. The modeled partitioning of observed precipitation to Q and ET compared favorably across the CONUS with estimates from more sophisticated land‐surface modeling efforts. For mid‐21st century conditions, the model simulated an increase in the fraction of precipitation used by ET across the CONUS with declines in Q for much of the eastern CONUS and mountainous watersheds across the western United States.
Patterns of Systemic Treatment for Psoriatic Arthritis in the US: 2004–2015
Authors: Lee Moa P. , Lii Joyce , Jin Yinzhu , Desai Rishi J. , Solomon Daniel H. , Merola Joseph F. , Kim Seoyoung C.
Published: August 2017

Objective

To examine trends in the use of systemic disease‐modifying antirheumatic drugs (DMARDs) among patients with psoriatic arthritis (PsA) in the US.

Methods

Using claims data (2004–2015) from a large US commercial health plan, we identified patients with PsA who initiated DMARD therapy. We examined baseline patient characteristics and initial treatment patterns. We then assessed changes in the DMARD regimen over the 12‐month period after the first DMARD initiation date. Using Poisson regression, we estimated age‐ and sex‐adjusted incidence rates of treatment changes in each calendar year.

Results

We identified 9,222 PsA patients who initiated DMARD therapy (42.8% biologic DMARDs [bDMARDs] and 57.2% conventional synthetic DMARDs [csDMARDs]). Initiators of bDMARDs were younger than those initiating csDMARDs (mean ± SD age 48 ± 13 versus 52 ± 14 years) and generally had fewer comorbidities, but a higher proportion of bDMARD initiators received nonsystemic treatments for psoriasis at baseline. Methotrexate was the most frequently used DMARD, constituting 80.6% of csDMARD initiations. Etanercept (49.1%) was the most commonly prescribed bDMARD, followed by adalimumab (34.4%). During the 12‐month followup after the first DMARD initiation, 20.1% of bDMARD initiators and 31.1% of csDMARD initiators had their initial DMARD regimen modified, with an increasing trend in treatment modifications over the 11‐year study period (P = 0.03). Overall, 5.3% of patients discontinued treatment, but the rates of discontinuation decreased over time (P < 0.001).

Conclusion

In this large cohort of PsA patients with DMARD initiation, more than 40% were treated with a bDMARD. We found an increasing trend in treatment modification after use of the initial DMARD and a decreasing trend in complete DMARD discontinuation over the past decade.
Assessment of Microvascular Abnormalities by Nailfold Capillaroscopy in Juvenile Dermatomyositis After Medium‐ to Long‐Term Followup
Authors: Barth Zoltan , Witczak Birgit N. , Flatø Berit , Koller Akos , Sjaastad Ivar , Sanner Helga
Published: August 2017

Objective

In juvenile dermatomyositis (DM), microvascular abnormalities, measured by nailfold capillaroscopy (NFC), are common early in the disease course. We aimed to compare the presence of NFC abnormalities in patients with medium‐ to long‐term juvenile DM with that of controls, and to explore associations between NFC abnormalities and disease activity and other disease characteristics.

Methods

Fifty‐eight juvenile DM patients with a median disease duration of 16.8 (range 2–38) years were clinically examined and compared with matched controls. By NFC, we assessed nailfold capillary density (NCD), giant capillaries, scleroderma, and neovascular pattern (defined as scleroderma active or late pattern). NFC was analyzed with researchers blinded to patient/control identity and disease characteristics. We measured disease activity and damage by validated tools, and patients were categorized as having active or inactive disease according to the Paediatric Rheumatology International Trials Organisation criteria.

Results

Compared to controls, patients had decreased NCD (mean ± SD 6.4 ± 2.1/mm versus 7.6 ± 0.8/mm; P = 0.001) and showed more abnormality in all other NFC parameters; 36% of patients versus 4% of controls had NCD <6/mm (P < 0.001). Giant capillaries, scleroderma, and neovascular pattern were found in 9%, 84%, and 41% of patients, respectively. Patients with active disease (n = 30) presented more frequently with neovascular pattern than patients with inactive disease (n = 28) (P = 0.041). Decreased NCD and neovascular pattern were associated with higher levels of disease activity and impaired muscle function.

Conclusion

After medium‐ to long‐term followup, juvenile DM patients had decreased NCD and, often, neovascular pattern; both were associated with higher levels of disease activity and impaired muscle function. This suggests that NFC can be a biomarker for disease activity in longstanding juvenile DM too.
Toward Establishing a Standardized Magnetic Resonance Imaging Scoring System for Temporomandibular Joints in Juvenile Idiopathic Arthritis
Authors: Tolend Mirkamal A. , Twilt Marinka , Cron Randy Q. , Tzaribachev Nikolay , Guleria Saurabh , von Kalle Thekla , Koos Bernd , Miller Elka , Stimec Jennifer , Vaid Yoginder , Larheim Tore A. , Herlin Troels , Spiegel Lynn , Inarejos Clemente Emilio J. , Moineddin Rahim , van Rossum Marion A. , Saurenmann Rotraud K. , Doria Andrea S. , Kellenberger Christian J.
Published: August 2017

Objective

The temporomandibular joints (TMJs) are frequently affected in children with juvenile idiopathic arthritis (JIA). Early detection is challenging, as major variation is present in scoring TMJ pathology on magnetic resonance imaging (MRI). Consensus‐driven development and validation of an MRI scoring system for TMJs has important clinical utility in timely improvement of diagnosis and serving as an outcome measure. We report on a multi‐institutional collaboration toward developing a TMJ MRI scoring system for JIA.

Methods

Seven readers independently assessed MRI scans from 21 patients (42 TMJs, from patients ages 6–16 years) using 3 existing MRI scoring systems from American, German, and Swiss institutions. Reliability scores, scoring system definitions, and items were discussed among 10 JIA experts through 2 rounds of Delphi surveys, nominal group voting, and subsequent consensus meetings to create a novel TMJ MRI scoring system.

Results

Average‐measure absolute agreement intraclass correlation coefficients (avICCs) for the total scores of all 3 scoring systems were highly reliable at 0.96 each. Osteochondral items showed higher reliability than inflammatory items. An additive system was deemed preferable for assessing minor joint changes over time. Eight items were considered sufficiently reliable and/or important for integration into the consensus scoring system: bone marrow edema and enhancement (avICC 0.57–0.61, smallest detectable difference [SDD] ± 45–63% prior to redefining), condylar flattening (avICC 0.95–0.96, SDD ± 23–28%), effusions (avICC 0.85–0.88, SDD ± 25–26%), erosions (avICC 0.94, SDD ± 20%), synovial enhancement and thickening (previously combined, avICC 0.90–0.91, SDD ± 33%), and disk abnormalities (avICC 0.90, SDD ± 19%).

Conclusion

A novel TMJ MRI scoring system was developed by consensus. Further iterative refinements and reliability testing are warranted in upcoming studies.
Engineering Highly Ordered Iron Titanate Nanotube Array Photoanodes for Enhanced Solar Water Splitting Activity
Authors: Zhang Hemin , Kim Ju Hun , Kim Jin Hyun , Lee Jae Sung
Published: August 2017

Highly ordered iron titanate (Fe2TiO5) nanotube array photoanode is synthesized on F:SnO2 glass with ultrathin anodized aluminum oxide as a hard template. Highly crystalline, yet the nanotube array morphology‐preserved Fe2TiO5 is fabricated by hybrid microwave annealing (HMA). The effects of the synthesis parameters on photoelectrochemical (PEC) water splitting activity under simulated sunlight are systematically studied including HMA time, pore size, wall thickness, and length of the nanotubes to optimize the nanotube array photoanode. In addition, triple modification strategies of TiO2 underlayer, hydrogen treatment, and FeNiOx cocatalyst loading effectively improve the PEC activity further. The systematically engineered nanotube array photoanode achieves a photocurrent density of 0.93 mA cm−2 at 1.23 VRHE under 1 sun (100 mW cm−2) irradiation, which corresponds to 2.6 times that of the previous best Fe2TiO5 photoanode. In addition, the photocurrent onset potential shifts cathodically by ≈280 mV relative to the pristine nanotube array electrode.
Van der Waals Epitaxial Growth of 2D Metallic Vanadium Diselenide Single Crystals and their Extra‐High Electrical Conductivity
Authors: Zhang Zhepeng , Niu Jingjing , Yang Pengfei , Gong Yue , Ji Qingqing , Shi Jianping , Fang Qiyi , Jiang Shaolong , Li He , Zhou Xiebo , Gu Lin , Wu Xiaosong , Zhang Yanfeng
Published: August 2017

2D metallic transition‐metal dichalcogenides (MTMDs) have recently emerged as a new class of materials for the engineering of novel electronic phases, 2D superconductors, magnets, as well as novel electronic applications. However, the mechanical exfoliation route is predominantly used to obtain such metallic 2D flakes, but the batch production remains challenging. Herein, the van der Waals epitaxial growth of monocrystalline, 1T‐phase, few‐layer metallic VSe2 nanosheets on an atomically flat mica substrate via a “one‐step” chemical vapor deposition method is reported. The thickness of the VSe2 nanosheets is precisely tuned from several nanometers to several tenths of nanometers. More significantly, the 2D VSe2 single crystals are found to present an excellent metallic feature, as evidenced by the extra‐high electrical conductivity of up to 106 S m−1, 1–4 orders of magnitude higher than that of various conductive 2D materials. The thickness‐dependent charge‐density‐wave phase transitions are also examined through low‐temperature transport measurements, which reveal that the synthesized 2D metallic 1T‐VSe2 nanosheets should serve as good research platforms for the detecting novel many‐body states. These results open a new path for the synthesis and property investigations of nanoscale‐thickness 2D MTMDs crystals.
Gaseous Nanocarving‐Mediated Carbon Framework with Spontaneous Metal Assembly for Structure‐Tunable Metal/Carbon Nanofibers
Authors: Nam Dae‐Hyun , Lee Sungwoo , Lee Young‐Joo , Jo Jun‐Hyun , Yoon Euijoon , Yi Kyung‐Woo , Lee Gun‐Do , Joo Young‐Chang
Published: August 2017

Vapor phase carbon (C)‐reduction‐based syntheses of C nanotubes and graphene, which are highly functional solid C nanomaterials, have received extensive attention in the field of materials science. This study suggests a revolutionary method for precisely controlling the C structures by oxidizing solid C nanomaterials into gaseous products in the opposite manner of the conventional approach. This gaseous nanocarving enables the modulation of inherent metal assembly in metal/C hybrid nanomaterials because of the promoted C oxidation at the metal/C interface, which produces inner pores inside C nanomaterials. This phenomenon is revealed by investigating the aspects of structure formation with selective C oxidation in the metal/C nanofibers, and density functional theory calculation. Interestingly, the tendency of C oxidation and calculated oxygen binding energy at the metal surface plane is coincident with the order Co > Ni > Cu > Pt. The customizable control of the structural factors of metal/C nanomaterials through thermodynamic‐calculation‐derived processing parameters is reported for the first time in this work. This approach can open a new class of gas–solid reaction‐based synthetic routes that dramatically broaden the structure‐design range of metal/C hybrid nanomaterials. It represents an advancement toward overcoming the limitations of intrinsic activities in various applications.
Asymmetric Bioreduction of β‐Activated Vinylphosphonate Derivatives Using Ene‐Reductases
Authors: Janicki Ignacy , Kiełbasiński Piotr , Turrini Nikolaus G. , Faber Kurt , Hall Mélanie
Published: August 2017

A series of functionalized α‐chiral phosphonates was obtained by enzymatic reduction of the corresponding β‐activated vinylphosphonate derivatives employing several ene‐reductases of the Old Yellow Enzyme family as biocatalysts. The insufficient activation of the phosphonate group alone was compensated by introduction of an electron‐withdrawing group at the β‐position, which resulted in high levels of conversion (up to >99%). All active enzymes consistently furnished (R)‐configurated products with exquisite stereoselectivity, thereby providing a stereo‐complementary approach to current asymmetric hydrogenation protocols on similar compounds. Preparative‐scale syntheses performed in aqueous buffer using formate/formate dehydrogenase for recycling of the nicotinamide cofactor granted access to β‐keto‐, cyano‐ and ester phosphonates from the (E)‐isomers of α,β‐unsaturated phosphonates in up to 72% isolated yield and >99% ee.

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Robotic surgery for esophageal cancer: Merits and demerits
Authors: Seto Yasuyuki , Mori Kazuhiko , Aikou Susumu
Published: August 2017

Since the introduction of robotic systems in esophageal surgery in 2000, the number of robotic esophagectomies has been gradually increasing worldwide, although robot‐assisted surgery is not yet regarded as standard treatment for esophageal cancer, because of its high cost and the paucity of high‐level evidence. In 2016, more than 1800 cases were operated with robot assistance. Early results with small series demonstrated feasibility and safety in both robotic transhiatal (THE) and transthoracic esophagectomies (TTE). Some studies report that the learning curve is approximately 20 cases. Following the initial series, operative results of robotic TTE have shown a tendency to improve, and oncological long‐term results are reported to be effective and acceptable: R0 resection approaches 95%, and locoregional recurrence is rare. Several recent studies have demonstrated advantages of robotic esophagectomy in lymphadenectomy compared with the thoracoscopic approach. Such technical innovations as three‐dimensional view, articulated instruments with seven degrees of movement, tremor filter etc. have the potential to outperform any conventional procedures. With the aim of preventing postoperative pulmonary complications without diminishing lymphadenectomy performance, a nontransthoracic radical esophagectomy procedure combining a video‐assisted cervical approach for the upper mediastinum and a robot‐assisted transhiatal approach for the middle and lower mediastinum, transmediastinal esophagectomy, was developed; its short‐term outcomes are promising.

Thus, the merits or demerits of robotic surgery in this field remain quite difficult to assess. However, in the near future, the merits will definitely outweigh the demerits because the esophagus is an ideal organ for a robotic approach.
Economic assessment of carbon capture by minichannel absorbers
Authors: Yang Ziqiang , Khan Tariq S. , Alshehhi Mohamed , AlWahedi Yasser F.
Published: August 2017

In this work, a physio‐economic model supported by lab‐scale experiments assessing the economic viability of minichannel based carbon capture units is presented. The net present value of (capital and operating) costs (NPVC) ensued throughout the plant life is selected as the benchmarking parameter. An optimization problem is formulated and solved with the objective of minimizing the NPVC of the unit subject to constraints imposed by the physics of absorption and pressure drop limits; both of which are captured via experimentally deduced empirical correlations. The results show that the minichannel absorbers are economically competitive to conventional systems for low capacity CO2 capture achieving savings ranging from ∼50% to 3% for plant capacities ranging from 5 to 50 MMSCFD, respectively, primarily due to their lower capital costs. At higher plant capacities, the higher operating costs of the minichannel units dominate their NPVC and as such lead them to lose their competitiveness. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 620–631, 2018