Ozonation, or advanced oxidation processes (utilising ozone decomposition products as oxidants) are widely used in industrial waste water and drinking water treatment plants. In these applications the use of ozone is based on ozone and its decomposition by-products being strong oxidants. A case study revealed that several waterworks in South Africa successfully utilise ozone as a pre-oxidant for the treatment of raw waters. South Africa holds more than three quarters of the world’s viable chromium ore (chromite) reserves. Subsequently the Cr-related industry-within is considerable in size and a major producer of large volumes of waste materials. Chromium also occurs commonly in other industrial waste materials (e.g. fly ash and clinkers originating from coal combustion) and is a natural occurring element in natural sediments, since chromium is the 21st most abundant element in the earth’s crust with an average concentration of approximately 100 ppm. Considering the abundance of natural and anthropogenic Cr-containing materials in South Africa the possibility exists that some of these materials might be suspended in raw water entering water treatment facilities. In this dissertation, the possible oxidation of non-Cr(VI) Cr-containing materials suspended in water during ozonation, is presented within the context of water treatment applications (Chapter 4). The results indicate that in situ formation of hazardous Cr(VI) is possible during aqueous ozonation. pH had a significant influence, since the decomposition products of aqueous O3, i.e. hydroxyl radicals that form at higher pH levels, were found to be predominantly responsible for Cr(VI) formation. Increased ozonation contact time, water temperature and solid loading also resulted in elevated Cr(VI) concentrations being formed. Occasionally these values exceeded the drinking water standard 50 ppb Cr(VI). The results therefore indicate the importance of removing suspended particulates from water prior to ozonation. Additionally, pH-control could be used to mitigate the possible formation of Cr(VI) during ozonation. In Chapter 5, exploratory work is presented on the possibility of utilising Cr(VI) formation via ozonation as a means of recovering chromium from Cr-containing waste materials. Such a study is of particular interest within the local context, considering the large volumes of waste produced by the Cr-related industry in South Africa. This exploratory work is based on the fact that unlike Cr(0) and Cr(III), most Cr(VI) compounds are relatively soluble in water. Cr(VI) is a carcinogen if inhaled, however the probability of negative health effects are substantially reduced if it occurs in solution. Thus a hydrometallurgical route of recovering Cr-units via Cr(VI) generation represents the safest route with regard to Cr(VI) exposure. Such a hydrometallurgical route could also addresses the limitations of the physical separation methods currently applied, which fails to recover fine Cr-containing solids. The degree of Cr2O3-liberation achieved in this exploratory work was relatively low. However, the Cr2O3-liberation achieved for the ferrochromium slag (15%) indicated some promise, considering the limitations of this exploratory work. Several steps can be considered in future studies, which would in all likelihood improve the Cr2O3-liberation further. / Thesis (MSc (Chemistry))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2012

Ozonation, or advanced oxidation processes (utilising ozone decomposition products as oxidants) are widely used in industrial waste water and drinking water treatment plants. In these applications the use of ozone is based on ozone and its decomposition by-products being strong oxidants. A case study revealed that several waterworks in South Africa successfully utilise ozone as a pre-oxidant for the treatment of raw waters. South Africa holds more than three quarters of the world’s viable chromium ore (chromite) reserves. Subsequently the Cr-related industry-within is considerable in size and a major producer of large volumes of waste materials. Chromium also occurs commonly in other industrial waste materials (e.g. fly ash and clinkers originating from coal combustion) and is a natural occurring element in natural sediments, since chromium is the 21st most abundant element in the earth’s crust with an average concentration of approximately 100 ppm. Considering the abundance of natural and anthropogenic Cr-containing materials in South Africa the possibility exists that some of these materials might be suspended in raw water entering water treatment facilities. In this dissertation, the possible oxidation of non-Cr(VI) Cr-containing materials suspended in water during ozonation, is presented within the context of water treatment applications (Chapter 4). The results indicate that in situ formation of hazardous Cr(VI) is possible during aqueous ozonation. pH had a significant influence, since the decomposition products of aqueous O3, i.e. hydroxyl radicals that form at higher pH levels, were found to be predominantly responsible for Cr(VI) formation. Increased ozonation contact time, water temperature and solid loading also resulted in elevated Cr(VI) concentrations being formed. Occasionally these values exceeded the drinking water standard 50 ppb Cr(VI). The results therefore indicate the importance of removing suspended particulates from water prior to ozonation. Additionally, pH-control could be used to mitigate the possible formation of Cr(VI) during ozonation. In Chapter 5, exploratory work is presented on the possibility of utilising Cr(VI) formation via ozonation as a means of recovering chromium from Cr-containing waste materials. Such a study is of particular interest within the local context, considering the large volumes of waste produced by the Cr-related industry in South Africa. This exploratory work is based on the fact that unlike Cr(0) and Cr(III), most Cr(VI) compounds are relatively soluble in water. Cr(VI) is a carcinogen if inhaled, however the probability of negative health effects are substantially reduced if it occurs in solution. Thus a hydrometallurgical route of recovering Cr-units via Cr(VI) generation represents the safest route with regard to Cr(VI) exposure. Such a hydrometallurgical route could also addresses the limitations of the physical separation methods currently applied, which fails to recover fine Cr-containing solids. The degree of Cr2O3-liberation achieved in this exploratory work was relatively low. However, the Cr2O3-liberation achieved for the ferrochromium slag (15%) indicated some promise, considering the limitations of this exploratory work. Several steps can be considered in future studies, which would in all likelihood improve the Cr2O3-liberation further. / Thesis (MSc (Chemistry))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2012

Th.--Sci. phys.--Clermont-Ferrand 2, 1977. N°: 233.

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Des procédés atmosphériques de dépôt chimique en phase vapeur assisté par l'injection directe liquide (DLI-CVD), prometteurs pour traiter des pièces métalliques au défilé, ont permis l'élaboration à basse température de revêtements métallurgiques performants. Deux précurseurs organométalliques de chrome ont été employés dans différentes atmosphères : Cr (CO)6 pour des dépôts issus du système chimique Cr-O-N-C, et le bisbenzènechrome pour des monocouches de chrome métallique, de carbure (Cr-C) et de nitrure de chrome (CrN), ainsi que des multicouches CrN/Cr-C de bipériode 25 nm. Une approche thermodynamique a permis le calcul d'un nouveau diagramme ternaire Cr-N-C à 527°C, et l'étude de l'impact du solvant sur la nature et la qualité des dépôts en comparaison avec les systèmes chimiques sans solvant. Les propriétés des revêtements (dureté, adhérence, usure, corrosion) sont discutées en relation avec leur microstructure. Les revêtements multicouches nanostructurés CrN/Cr-C présentent des duretés et une tenue à l'usure prometteuses.

The thesis is focused on the characteristics of the key features of the operating system Google Chrome OS and on the evaluation of deployment of this operating system in practise. The theoretical part describes the purpose and philosophy of the commercial operating system Google Chrome OS and its relation with Chrome web browser. The connection with open-source projects Chromium and Chromium OS is explained. Details of application development and deployment options, in the form of virtualization and domain administration, are analysed. The practical part applies theoretical knowledge from the development of applications for Chrome OS to create thin client application for remote control of hardware sensor over the internet. This sensor is designed and built on the platform Arduino. The sensor measures the temperature and humidity of the ambient air and remote controls high-voltage switching relays. Communication over TCP/IP uses modern MQTT protocol, for which the server is configured with MQTT Broker Mosquitto. The next section demonstrates the procedure for building a customized build of Chromium OS from the publicly provided Google source codes. Based on the evaluation of the acquired theoretical and practical knowledge, I assess the possibility of deploying the Chrome OS in private and commercial areas.

M.Ing. (Mechanical Engineering) / This report describes an investigation into structural damping in simple steel structures. More specifictly, an attempt is made to obtain and compare the logarithmic decrement for different types of steel structures. The effect that welded and rivetted connections have on the logarithmic decrement is also examined. Four different types of steel are used, namely: mild steel and three types of chromium based steel. Vibration tests are performed on both cantiliver and simple bridge structures. An estimate of the inherent damping that is present in the vibrating structures are obtained from the approximate displacement-time response plots (as obtained from vibration tests). All the step input tests are modelled with a finite element. computer package to test the accuracy of the approximated response functions. Shaker tests are also performed on bridge structures. On the theoretical side the term damping is fully defined and discussed.

En réponse aux exigences de la réglementation REACH qui prévoit que les substances à base de chrome hexavalent devront être soumises à autorisation dès 2017, les industriels du secteur aéronautique mènent depuis plusieurs années des activités de recherche et développement de nouveaux procédés de traitement de surface moins néfastes pour l’environnement et la santé. Le travail prévu dans le programme de recherche NEPAL (NouvellEs Protections des ALuminiums) s’inscrit dans cette dynamique. Les traitements mettant en oeuvre des composés à base de Cr(VI) sont destinés à disparaître dans un proche avenir ; ainsi de nouvelles formulations ont été développées parmi lesquelles des procédés de conversion à base de chrome trivalent. Le projet de thèse vise à renforcer la robustesse de ces procédés en apportant des éléments de compréhension pour ce qui concerne la tenue à la corrosion des alliages d’aluminium revêtus de couches de conversion au chrome trivalent en relation avec leur état microstructural. Les travaux de thèse ont été développés sur une nuance d’alliage d’aluminium 2024, parmi celles les plus utilisées dans le secteur aéronautique. Plusieurs microstructures ont été considérées dans le but de modifier la distribution en éléments d’alliages majoritaires, le cuivre et le magnésium. La caractérisation fine de la microstructure et l’évaluation de la réactivité des échantillons dans les différents bains de traitement de conversion ont permis de mettre en évidence l’influence de la répartition du cuivre dans l’alliage, élément néfaste pour la croissance des couches de conversion lorsqu’il se trouve sous forme de précipités fins. Finalement, l’étude de deux tôles d’alliage d’aluminium d’épaisseurs différentes met en évidence l’influence de nouveaux paramètres microstructuraux tels que les joints de grains ou la précipitation grossière. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet FUI NEPAL. Le CIRIMAT a été financièrement soutenu par le Ministère de l’Économie et de l’Industrie français (BPI-France), la Région Occitanie Pyrénées-Méditerranée et l’Union Européenne (FEDER/ERDF).

Thèse de doctorat : Physique et Chimie de la Matière et des Matériaux : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Le projet de recherche de cette thèse consiste à investiguer les mécanismes d'inhibition du transport d'électrons photosynthétiques induite par les xénobiotiques qui affectent les réactions photochimiques du photosystème II (PSII). Des méthodes fluorimétriques et biochimiques ont été utilisées pour étudier les effets de xénobiotiques sur les réactions photochimiques et le transport des électrons photosynthétiques. Le changement des différents paramètres de fluorescence chlorophyllienne, indiquant la dissipation de l'énergie via le transport d'électrons ou via les voies non photochimiques, a été utilisé comme indicateur de toxicité de xénobiotiques. L'induction du stress oxydatif a été analysée par l'investigation de la teneur en espèces réactives de l'oxygène. Nous avons utilisé les plantes Lemna gibba et Lactuca sativa ainsi que l'algue Chlamydomonas reinhhardtii comme matériel pour les expériences. Dans la partie concernant l'étude des mécanismes de toxicité du dichromate chez L. gibba, nous avons démontré que ce xénobiotique inhibe le transport d'électrons du PSII et induit la dissipation d'énergie sous forme non photochimique. Sous ces conditions, une inhibition de l'activité photochimique du PSII et une diminution de la proportion des centres réactionnels en état fonctionnel ont été obtenues. Le changement du rendement et de la cinétique rapide de fluorescence montre que le dichromate induit une inhibition du complexe de la photolyse de l'eau et de la réduction de l'accepteur primaire d'électrons (QA). Ces effets ont été associés à l'altération de la protéine Dl du centre réactionnel du PSII, ainsi que la protéine 33 kDa constituant le complexe de photolyse de l'eau. L'induction d'un stress oxydatif a été démontrée par l'augmentation de la teneur en espèces réactives de l'oxygène chez les plantes exposées au dichromate. La diminution de la proportion des PSII en état fonctionnel et la formation des espèces réactives de l'oxygène induites par le dichromate ont été corrélées avec le changement des polypeptides Dl. On a pu établir que l'altération fonctionnelle de l'activité du PSII par le dichromate est étroitement associée au changement structurel se produisant dans le complexe PSII. Nous avons également investigué les effets toxiques du dichromate sur l'activité du PSII chez des algues ayant une faible capacité de dissipation de l'énergie sous forme non photochimique. On a utilisé deux algues mutantes de C. reinhardtii qui ont une altération de la biosynthèse de pigments xanthophylles: le premier mutant, npq1, est déficient en zéaxanthine et le deuxième, npq2, est déficient en violaxanthine et accumule la zéaxanthine. On a étudié l'effet du dichromate sur l'activité du PSII sous des conditions lumineuses favorisant la photoinhibition. Après exposition au dichromate, ces algues ont été illuminées par différentes intensités lumineuses pour mesurer le changement du rendement photochimique opérationnel du PSII et la dissipation de l'énergie sous forme non photochimique. L'exposition aux dichromate des mutants npq1 et npq2 a induit une inhibition de transport d'électrons de PSII à faible intensité lumineuse, indiquant une accélération de la photoinhibition par le dichromate. Lorsque ces mutants d'algues ont été exposés aux dichromate et à une intensité lumineuse élevée, la dissipation d'énergie sous forme non photochimique, impliquant des processus non régulateurs, est devenue majoritaire, atteignant la valeur de 80 %. Par conséquent, les mutants d'algues npq1 et npq2 ayant le cycle de xanthophylles non fonctionnel étaient plus sensibles aux effets toxiques du dichromate. Ces résultats ont permis l'élaboration d'un modèle des effets du dichromate sur l'activité du PSII chez les algues ayant un cycle de xanthophylles non fonctionnel. Dans la troisième partie, on a analysé les effets toxiques du trinitrotoluène sur le changement des paramètres de fluorescence utilisés comme indicateurs de toxicité sur la photosynthèse et l'état physiologique de Lactuca sativa. L'activité photosynthétique a été mesurée en utilisant la cinétique rapide de la fluorescence chlorophyllienne et la fluorimétrie modulée. Nos résultats ont montré une diminution de la fluorescence variable provoquée par la désactivation des centres réactionnels PSII. En plus de cet effet, les paramètres de fluorescence indiquant l'état de réduction du PSII et la dissipation d'énergie sous forme non photochimique ont été les indicateurs les plus sensibles de la toxicité du trinitrotoluène. Ces paramètres ont montré une dépendance entre l'inhibition de l'activité du PSII et la concentration du trinitrotoluène. Le changement des paramètres photosynthétiques de fluorescence était une indication fiable de l'état physiologique des plantes exposées à ce polluant. Nous avons proposé que l'état de réduction du PSII et la dissipation non photochimique de l'énergie représentent des indicateurs utiles dans les bioessais. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Xénobiotiques, Bioessais, Fluorescence chlorophyllienne, Réactions photochimiques, Photosystème II, Chrome hexavalent, Trinitrotoluène, Fluorométrie PAM et PEA.