Many parts of the world, and especially developing countries, are experiencing severe water shortage problems. This is causing increased use of untreated or partially-treated wastewater for irrigation. Consequently, many pollutants such as surfactants, present in wastewaters, could influence fate and transport of agricultural chemicals in soils. Therefore, a field lysimeter study was undertaken to investigate the effect of non-ionic surfactant, Brij 35, on the fate and transport of two commonly used antibiotics, oxytetracycline (OTC) and monensin (MON), and an herbicide, metribuzin. Twenty seven PVC lysimeters, 1.0 m long x 0.45 m diameter, were packed with a sandy soil to a bulk density of 1.35 Mg m-3. Cattle manure, containing these compounds, was applied at the surface of the lysimeters at the recommended rate of 10 t/ha. Three types of wastewaters, i.e., good, poor, and very poor, were simulated by using three aqueous Brij 35 concentrations of 0, 0.5 and 5.0 g L 1, respectively, and applied to lysimeters, in triplicate, for each compound. Over a 90-day period, soil and leachate samples were collected and analyzed. Sorption experiments were also conducted for all compounds in the laboratory in the presence and absence of surfactant. Overall, the OTC and monensin mobility in the lysimeter study significantly increased in the presence of the surfactant (p<0.01). The maximum OTC concentration in the leachate was 102.72 µg L-1 for the surfactant concentration of 0.5 g L-1, which was higher than both control and the high surfactant concentration treatment. Unlike OTC, monensin leaching increased significantly with increasing surfactant concentration (p<0.01), and the maximum detected concentration in the leachate was 5.83 µg L-1 for the surfactant concentration of 5.0 g L-1. The laboratory study also showed that the sorption coefficient of OTC significantly reduced in the presence of the surfactant (p<0.05); it changed from 23.55 mL g-1 in the aqueous medium to 19.49, 12.49 and 14.53 mL g-1, respectively, in the presence of the surfactant at concentrations of 0.25, 2.5 and 5 g L-1. It may, however, be noted that the sorption coefficient was higher for the highest surfactant concentration used. However, in the case of monensin, the sorption coefficient reduced significantly (p<0.01) from 120.22 mL g-1 in the aqueous medium to 112.20, 100 and 63.09 mL g-1 with surfactant concentrations of 0.25, 2.5 and 5 g L-1, respectively. Herbicide movement may also be affected by surfactants; therefore, the mobility of a commonly-used herbicide, metribuzin, was investigated. In the presence of the surfactant, a significant increase in metribuzin movement (p<0.05) in the soil profile was observed. The highest metribuzin concentration in the leachate was 84.80 µg L-1 for the 5.0 g L-1 surfactant treatment. However, no significant differences on mobility were observed for the two treatments with differing surfactant concentrations. The laboratory sorption study showed that the sorption coefficient of metribuzin significantly decreased with increasing surfactant concentration (p<0.05). It can be concluded that nonionic surfactants may increase the mobility of agricultural pollutants, including antibiotics and herbicides, in soil. Therefore, irrigation with poor quality water can potentially cause ground water contamination. / Plusieurs régions du monde, particulièrement celles en voie de développement, souffrent d'une pénurie d'eau. Afin de composer avec l'augmentation de la demande en produits alimentaires et la pauvreté au sein d'une population croissante, des eaux usées partiellement- ou non-traitées servent souvent a l'irrigation. Il en survient que plusieurs polluants, incluant des agents de surface, peuvent être présents dans ces eaux d'irrigation et influencer le devenir et le transport de pesticides et antibiotiques dans les sols agricoles. Une étude lysimétrique au champ visa à évaluer l'effet de l'agent de surface non-ionique, Brij 35, sur le devenir et le transport de deux antibiotiques, l'oxytétracycline (OTC) et le monensin (MON), ainsi qu'un herbicide le metribuzin. Vingt-sept lysimètres en PVC, hauteur 1.0 m  diamètre intérieur 0.45 m, furent remplis d'un sol sablonneux à une densité apparente de 1.35 Mg m-3. Du fumier de vache, contenant les composés sous étude fut épandu à la surface des lysimètres au taux recommandé de 10 Mg ha-1. Pour chaque polluant, chacun des trois lysimètres répliquats fut arrosé d'une des trios solutions aqueuses de l'agent de surface Brij 35 (0, 0.5 ou 5 g L 1), représentant une qualité d'eau d'irrigation 'bonne,' 'mauvaise' ou 'très mauvaise'. Sur une durée de 90 jours, des échantillons de sol et de lixiviat furent obtenus et analysés. Des expériences en laboratoire additionnelles furent conduites en réacteur pour évaluer le potentiel de sorption des composés à l'étude. La présence de l'agent de surface non-ionique Brij 35 diminua de façon significative (p<0.05) le coefficient de sorption de l'OTC, soit de 23.55 ml g-1 en milieu aqueux, à 19.49, 12.49 et 14.53, respectivement, en la présence de 0.25, 2.5 et 5 g L-1 de Brij 35. La mobilité de l'OTC fut significativement moindre en présence de 0.5 g L-1 vs. 5.0 g L 1 de Brij 35. La concentration maximale en OTC du lixiviat fut de 102.72 µg L-1. Le coefficient de sorption du MON diminua de façon significative (p<0.05) de 120.22 mL g-1 en milieu aqueux, à 112.20, 100 et 63.09 mL g-1, respectivement, en présences de 0.25, 2.5 et 5 g L-1 de Brij 35. Si la demi-vie (t½) du MON fut de 5.72 jours en eau du robinet, elle augmenta à 9.62 et 11 jours, respectivement, en presence de 0.5 et 5.0 g L-1 Brij 35. La concentration maximale de MON détecté dans le lixiviat fut de 5.83 µg L-1. Dans le laboratoire, la sorption/désorption de l'OTC fut comparé à celle du sulfachloropyidazine (SCP) en présence et en absence d'un agent de surface non-ionique. En contraste à l'OTC, la présence d'un agent de surface augmenta de façon significative le potential de sorption du SCP au sol, tel qu'en témoigne le coefficient de sorption coefficient (KF) pour le SCP qui augmenta de 19.95 mL g-1 en absence de Brij 35, à 95.49 mL g-1 et 66.06 mL g-1 en présence de Brij 35 à des concentrations de 2.5 g L-1 et 5 g L-1, respectivement. Le coefficient de désorption de l'OTC en l'absence d'agent de surface fut de 61.58 mL g-1, tandis qu'en présence de 2.5 g L-1 Brij 35 elle diminua à 50.35 mL g-1. Comparativement, pour le SCP, les valeurs correspondantes furent de 1.24 and 1.38 mL g-1. Un phénomène d'hystérèse dans le cas du SCP en présence vs. absence de Brij 35 indiqua le bas potentiel de lixiviation du SCP en présence d'un agent de surface. Cependant, l'OTC se montra facilement désorbée en présence de Brij 35 en forme micellaire. Vu les inquiétudes quant a l'utilisation constante d'herbicides dans la production agricole actuelle, le potentiel d'une mobilité accrue de l'herbicide métribuzine en présence d'agents de surface s'avéra digne d'attention. La métribuzine présenta une mobilité accrue et une moindre affinité de sorption au sol et t½ en présence de micelles de Brij35 comparé à en leur absence. Les agents de surface ont augmenté la mobilité en sol des polluants étudiés. L'irrigation avec des eaux de mauvaise qualité peut donc poser un risque de contamination des eaux souterraines.

Accelerated eutrophication of freshwater ecosystems led by agricultural activities has raised concerns in Southern Quebec and other industrialized locales. Phosphorus being the main culprit, effort has been made to rationalize application and curtail exports of this nutrient with agricultural best management practices. Still, concentrations of phosphorus and nitrogen in typical tile drainage return flow wastewater exceeds the eutrophication-prevention criterion set by the Quebec Ministry of Environment (0.030 mg TP ∙L-1) and the ecosystem safeguard criterion suggested in the literature (1.10 mg TN ∙L-1), with cumulative loads becoming a major contributor to the poor quality of downstream aquatic ecosystems, especially when poorly diluted, as is the case with heavily drained agriculture-dominated watersheds.As a third line of defense in a best management practices package, constructed wetlands (CWs) for the interception of phosphorus are proposed. These wetlands can also mitigate nitrogen and contribute other ancillary benefits. They can be implemented at the mouth of tile drainage or at the confluence of a few outlets, i.e. drainage ditches or first order streams.The main phosphorus removal mechanisms in a CW are adsorption and precipitation with positively charged ions contained in the substrate (e.g., Ca2+, Fe3+, Al3+). Physico-chemical conditions prevailing in the system – especially redox potential – are major factors influencing these reactions. A sub-surface vertical up-flow system seems most appropriate, as it maximizes potential interaction of pollutant-charged water with the substrate constituents, allowing full radial contact and deterring preferential flow. These wetlands also are efficient longer into the cold season, given the underground nature of the flow. An experiment was conducted on McGill's CW research site, situated in Ste-Anne-de-Bellevue, Québec, so as to ascertain the efficiency of a vertical up-flow constructed wetland in treating tile drainage return flow wastewater. During 14 weeks, the capacity to remove the different forms of phosphorus was evaluated, as was the removal of nitrogen compounds. The effluent quality was also compared to the criteria. The wetland had a dimension of 9.15 m2 and the target flow rate was 1 L∙min-1, which is representative of a drainage system serving a 3 ha field in typical Southern Quebec conditions (wetland:watershed ratio: 0.03%; hydraulic loading rate: 0.16 m∙d-1; hydraulic retention time: 2.99 days). The target influent concentrations were 0.300 mg TP ∙L-1, and 10.00 mg TN ∙L-1, which – again – is typical of Southern Quebec tile drainage return flow. The wetland was efficient at removing 84% TP and 86% TN, but the treated wastewater was still above the criteria in 76% and 69% of the cases for TP and TN, respectively.Recommendation is made to supplement the wetland with a dedicated phosphorus-removal substrate so as to further enhance its performance, and to increase the wetland:watershed surface ratio to abate more nitrogen compounds. Community support is key to the implementation of agricultural best management practices. Hence, suggestion is made to include constructed wetlands in the set of initiatives that are financially aided through governmental programs, such as Prime-Vert of Québec. / L'eutrophisation accélérée des écosystèmes aquatiques dû aux activités agricoles donne lieu à des inquiétudes tant dans le Québec méridional que dans d'autres pays industrialisés. Le phosphore étant le principal coupable, des efforts importants ont été consentis à la réduction des exportations de ce nutriment, avec l'instauration de pratiques de gestion agricole optimales. Néanmoins, les concentrations de phosphore et d'azote dans les eaux usées de retour de drainage agricole typiques sont encore au-dessus des critères pour la prévention de l'eutrophisation (0.030 mg TP ∙L-1) et de maintien de la santé des écosystèmes aquatiques (1.10 mg TN ∙L-1), la charge cumulative étant un contributeur majeur à la piètre qualité des écosystèmes aquatiques situés en aval, en particulier lorsque peu diluée, comme c'est le cas par exemple dans les bassins versants à dominante agricole où le drainage est fortement présent. À titre de troisième ligne de défense dans la série de pratiques de gestion agricole optimales, les marais filtrants ciblant l'interception du phosphore sont proposés. Ces marais peuvent également atténuer l'azote et apporter des bénéfices collatéraux. Ils peuvent être installés à l'embouchure de drains agricoles, ou bien à la confluence de plusieurs sorties, comme par exemple dans un fossé agricole ou un cours d'eau d'ordre un. Les deux principaux mécanismes d'enlèvement du phosphore sont l'adsorption et la précipitation avec des ions à charge positive qui sont contenus dans le substrat (e.g., Ca2+, Fe3+, Al3+). Les conditions physico-chimiques qui règnent dans le système – en particulier le potentiel d'oxydo-réduction – sont des facteurs importants pouvant influencer ces réactions. Le système à flux vertical ascendant sous-surfacique est celui qui semble le plus approprié, puisqu'il maximise les interactions entre l'eau chargée de polluants avec les constituants du substrat, permettant un plein contact radial et prévenant les flux préférentiels. Ce type de marais est aussi efficace plus longtemps pendant la saison froide, étant donné la nature sous-surfacique du flux. Une expérience a été menée au site de recherche de l'Université McGill, situé à Sainte-Anne-de-Bellevue, au Québec, afin de vérifier l'efficacité d'un marais à flux vertical ascendant pour traiter les eaux usées de retour de drainage agricole. Pendant quatorze semaines, la capacité d'enlèvement du phosphore sous ses différentes formes a été évaluée, de même que l'enlèvement des composés azotés. La qualité de l'effluent traité a aussi été comparée aux critères de qualité. Le marais avait une surface de 9.15 m2 et le débit cible était de 1 L ∙min-1, ce qui est représentatif d'un système de drainage desservant un champ de 3 ha dans les conditions typiques du Québec méridional (ratio bassin versant:marais filtrant : 0.03%; charge hydraulique : 0.16 m∙d-1; temps de rétention hydraulique : 2.99 jours). Les concentrations cibles dans l'affluent étaient de 0.300 mg TP ∙L-1 et 10.00 mg TN ∙L-1, ce qui – encore là – correspond à un retour de drainage agricole dans les conditions du Québec méridional. L'efficacité du marais est telle qu'un enlèvement de 84% du phosphore total et 86% de l'azote total a été observé, mais l'effluent traité outrepassait encore les critères dans 76% et 69% des cas pour ce qui est du phosphore total et de l'azote total, respectivement. Il est recommandé d'ajouter au marais un substrat dédié à l'enlèvement du phosphore, afin de renforcer la performance, ainsi que d'augmenter le ratio surfacique marais filtrant:bassin versant, afin de diminuer davantage les composés azotés. Le support par la communauté est un élément clé dans l'instauration de pratiques de gestion agricole optimales. Ainsi donc, il est suggéré d'inclure les marais filtrants dans l'ensemble d'initiatives qui sont financièrement appuyées par les programmes gouvernementaux, tels le programme Prime-Vert au Québec.

Synthesis gas (syngas), which primarily consists of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2), is a versatile energy carrier that can be converted to gaseous and liquid fuels or can be used for electricity production. This study was focused on MFC design improvements for performance enhancement on CO/syngas and elucidation of microbial communities, and biotransformation pathways involved in electricity production from CO/syngas in an MFC. One of the primary challenges for an efficient bioconversion of CO and syngas is the low solubility of these gaseous substrates in the aqueous phase. The first study of this thesis demonstrated the applicability of silicone membrane systems for improved CO transfer into the anodic liquid of MFCs. The incorporation of flat silicone membrane and thin wall silicone tubing into the anodic chamber of CO-fed MFCs led to improved CO transformation efficiency and correspondingly improved MFC performance. A CO transformation efficiency of 77 % and maximum power output of 18 mW/L (normalized to anodic compartment volume) was achieved for silicone membrane installed MFC. A comparably higher CO transformation efficiency of 98 % was obtained for silicone tubing installed MFC, but the high dissolved CO concentrations in the anodic liquid partially inhibited the microbial activity, thereby lowering the maximum power output to 13 mW/L. Efficient gas transfer also allowed for focusing on the process microbiology. The microbial communities and biotransformation pathways prevalent in two mesophilic CO-fed MFCs were elucidated in the second study. The identification of the microorganisms belonging to the genera Geobacter, Desulfovibrio, and Clostridium, along with the detection of acetate as the primary metabolic product in both MFCs; affirmed our hypothesis that electricity production from CO/syngas in a mesophilic MFC is primarily accomplished by a two-step process, where CO/syngas is first converted to acetate by homo-acetogenic and carboxdotrophic microorganisms, and the acetate is then utilized by CO-tolerant acetate oxidizing electricigenic microorganisms. The bioconversion of CO/syngas to electricity in an MFC was also tested at thermophilic temperature of 50°C. Silicone tubing was used for syngas delivery and the anodic design was improved to increase the microbial density. An improved volumetric power output of 33-35 mW/L and syngas conversion efficiency of 87-98 % was achieved. Also an improved Coulombic efficiency (CE) of 26 % was obtained. The analysis of the anodic microbial communities and metabolic products, along with single substrate tests where MFC was operated solely on CO or H2, revealed that similar to mesophilic MFCs electricity generation from syngas at thermophilic temperatures also occurred through syngas conversion to acetate followed by its oxidation by CO-tolerant electricigenic microorganisms. In the final study of this thesis, the applicability of a multi-electrode design containing three anodes and two cathodes to achieve high volumetric power output and CE on syngas was evaluated at several operating temperatures ranging from 37°C to 50°C. Also, the impact of different anode-cathode arrangements on power output was examined. The multi-electrode configuration considerably enhanced the system performance and provided a compact system design which could have major economic and operational implications for large scale syngas-fed MFC systems. A maximum power density of 33 mW/L and CE of 43 % was achieved at an operating temperature of 37°C. The MFC power density was greatly impacted by the anode-cathode arrangement and the highest power density was achieved in a three anode-two cathode (3A-2C) arrangement. / Composé principalement de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrogène (H2), le gaz de synthèse est un vecteur énergétique polyvalent, qui peut être converti en un combustible liquide ou gazeux ou peut servir à la production d'électricité. La capacité du CO ou de gaz de synthèse à servir comme unique donneur d'électrons dans la production d'électricité dans une pile à combustible microbienne (PCM) ayant été récemment démontrée, la présente étude visa l'obtention d'un gain d'éfficacité de production, avec soit du CO ou du gaz de synthèse comme combustible, grâce à un aménagement amélioré de la PCM. L'étude visa aussi à élucider les communautés microbiennes et voies de biotransformation liées à la production d'électricité à partir de CO ou de gaz de synthèse dans une PCM.Un des principaux défis à une hausse d'efficacité de bioconversion de CO ou de gaz de synthèse est la faible solubilité en phase aqueuse de ces substrats gazeux. Le premier volet de ce travail démontra l'applicabilité de systèmes à membrane de silicone pour réaliser un transfert accru de CO vers l'anode liquide du PCM. L'intégration d'une membrane plane en silicone ou de tube en silicone à parois minces dans la chambre anodique d'une PCM alimentée en CO, a permis d'atteindre une éfficacité de transformation de CO accrue, et par conséquente une performance améliorée de la PCM. Une efficacité de transformation de CO de 77% et une puissance maximale de 18 mW/L furent obtenues pour une PCM équipée d'une membrane en silicone. Une efficacité de transformation de CO comparativement plus élevée (98%) fut obtenue pour une PCM équipée de tube en silicone à parois minces, mais la concentration éleve de CO dissoute dans le liquide anodique enraya en partie l'activité microbienne, baissant ainsi la puissance maximale à 13 mW/L . Un transfer gazeux efficace permetta de mettre l'accent sur le processus microbiologique. En un second volet, les communautés microbiennes et voies de biotransformation prévalentes dans deux PCM mésophiliques alimentées en CO furent élucidés. L'identification de microorganismes appartenants aux genres Geobacter, Desulfovibrio, et Clostridium, ainsi que la détection d'acétate comme principal produit métabolique dans les deux PCM, confirma notre hypothèse que la production d'électricité à partir de CO ou de gaz de synthèse dans une PCM mésophilique s'opère principalement en deux étapes: (i) le CO ou gaz de synthèse est premièrement converti en acétate par des carboxydobactéries et bactéries homoacétogéniques, puis (ii) l'acétate est oxydé par des microorganismes électrigènes tolérants au CO. Le gaz de synthèse étant principalement un gaz chaud, la bioconversion de CO ou de gaz de synthèse dans une PCM fut évalue sous des condition thermophiles à 50°C. Une puissance volumétrique accrue (33-35 mW/L) et une éfficacité de conversion de gaz de synthèse de 87-98% furent atteintes. De plus une efficacité coulombienne (EC) de 26% fut atteinte. Dans le dernier volet de cette étude, la faisabilité d'une configuration à multiples électrodes visant à permettre des PCMs consommant du gaz de synthèse à obtenir une puissance volumétrique et une EC accrue, fut évaluée à des températures de 37°C à 50°C. L'influence de la position dans laquelle les anodes et cathodes furent disposées sur la puissance générée fut évalue. Une densité de puissance maximale de 33 mW/L et une CE de 43 % furent atteintes à une température de fonctionnement de 37 °C. La densité de puissance d'une PCM fut largement influencée par la disposition et le nombre des anodes de cathodes. Un arrangement trois anodes-deux cathodes (3A-2C) offrant la plus grande puissance.

Tiger conservation represents many of the challenges facing biodiversity conservation internationally. It requires the protection of a potentially-dangerous predator in forested ecosystems, which are also utilized by some of the poorest human populations for survival and livelihoods. In such contexts, establishing exclusive protected areas for tiger conservation can antagonize local stakeholders, yet their support is crucial to successfully managing the protected areas. This thesis presents exploratory research into the social dimensions of tiger conservation in India, and ultimately informs policy and management of biodiversity conservation in a variety of contexts.Conservation policy and management is known to be affected by the viewpoints of professionals, often realized through advocacy coalitions. A quantitative study combining the Q-Method with a traditional survey of conservation professionals in India revealed five dominant viewpoints of tiger conservation: 1) community-centered; 2) tiger-centered; 3) science and tourism-led; 4) instrumental approach; and 5) moral-centred. The results offer insight on areas where conservation professionals agree, and may help to frame more effective tiger conservation policy discourse in India. Focussing on Corbett Tiger Reserve, India, a qualitative study explores the socio-political process through which local stakeholders articulate their concerns regarding tiger conservation, in order to elicit desired reactions from park management. The results provide insight to the local-level socio-political processes which make tiger conservation outcomes susceptible to local pressures.A quantitative assessment of the social capital that exists within three villages located around Corbett Tiger Reserve offers important insights on the ways in which social capital is affected by tiger conservation, and the extent to which this can affect the potential for collective action for, or against, tiger conservation objectives.A qualitative study into the social and ecological impacts associated with intensive wildlife tourism on a village bordering Corbett Tiger Reserve sheds light on the linkages between the ecological, socio-economic and institutional aspects affecting tiger conservation objectives. Rapid and unplanned tourism expansion has created financial disparity among the village residents, affecting their solidarity and creating perverse challenges for village institutions seeking to reduce conflict, highlighting the local-level complexity of tiger conservation.This research considers the politics, policy and practice of tiger conservation in India. The results will be useful in both administering short-term solutions within the existing policy framework, and in devising long-term trajectories for tiger conservation policy and management in India. The results may also assist policy makers to frame more appropriate conservation policies, by better projecting the potential socio-political implications of tiger conservation. / La conservation du tigre présente de nombreux défis qui sont ceux de la conservation de la biodiversité au niveau international. Elle exige la protection d'un prédateur potentiellement dangereux dans des écosystèmes forestiers, qui sont également utilisés par certaines des populations les plus pauvres pour leur survie et leurs moyens de subsistance. Dans de tels contextes, l'établissement de zones protégées exclusives pour la conservation du tigre peut contrarier les parties prenantes locales. Néanmoins leur soutien est crucial pour réussir à gérer ces zones protégées. Cette thèse présente une recherche exploratoire sur les dimensions sociales de la conservation du tigre en Inde, puis illustre comment les prendre en comptes dans la politique et la gestion de la conservation de la biodiversité dans une variété de contextes. La politique de conservation et de gestion souvent réalisée par des coalitions de plaidoyer est connue pour être affectée par les points de vue des professionnels. Une étude quantitative, combinant la Q-Méthode avec une enquête traditionnelle de professionnels de la conservation en Inde, a révélé cinq points de vue dominants concernant la conservation du tigre: 1) centrée sur la communauté, 2) centré sur le tigre, 3) dirigé par la science et le tourisme, 4) approche instrumentale; et 5) centrée sur la morale. Les résultats permettent de comprendre les aspects sur lesquels s'accordent les professionnels de la conservation, et peuvent ainsi aider à encadrer davantage le discours d'une politique efficace de conservation du tigre en Inde.En prenant l'exemple de Corbett Tiger Reserve en Inde, une étude qualitative explore le processus socio-politique par lequel les parties prenantes locales exprime leurs préoccupations en ce qui concerne la conservation du tigre, afin de susciter les réactions souhaitées dans la gestion du parc. Les résultats permettent de saisir des processus socio-politiques au niveau local qui rendent les résultats de la conservation du tigre sensibles aux pressions locales.Une évaluation quantitative du capital social qui existe dans les trois villages situés autour de Corbett Tiger Reserve offre des renseignements importants sur la manière dont le capital social est affecté par la conservation du tigre, et dans quelle mesure cela peut affecter le potentiel de l'action collective en faveur ou contre les objectifs de conservation du tigre.Une étude qualitative sur les impacts sociaux et écologiques associés au tourisme intensif de la faune sur un village bordant Corbett Tiger Reserve met en lumière les liens entre les aspects écologiques, socio-économiques et institutionnels affectant les objectifs de conservation du tigre. L'expansion du tourisme rapide et non planifiée a créé une disparité financière entre les habitants du village qui affecte leur solidarité et engendre des défis pervers pour les institutions villageoises qui cherchent à réduire les conflits, soulignant la complexité au niveau local de la conservation du tigre.Cette recherche examine la politique et la pratique de la conservation du tigre en Inde. Les résultats seront utiles à la fois pour la mise en œuvre de solutions à court terme dans le cadre de la politique existante, et pour concevoir des trajectoires à long terme concernant la politique de conservation et de gestion du tigre en Inde. Les résultats peuvent aussi aider les décideurs à élaborer des politiques de conservation plus appropriées, par une meilleure prise en compte des potentielles implications socio-politiques dans la conservation du tigre.

Efforts to manage eutrophication of surface waters should recognize that macropore flow transports significantly more phosphorus (P) to surface waters via tile drains than water that percolates through the soil matrix. For the watershed-scale SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model to describe phosphorus transport through tile drains, SWAT needs to partition percolation into macropore flow and matrix flow. The objective of this study was to evaluate the effects of a new macropore flow algorithm on the partitioning of hydrological flows, using input data that are readily available, consistent with the current approach to SWAT modeling. The algorithm was evaluated in a proof of concept outside of SWAT and within a re-conceptualized version, SWAT-QC2. The proof of concept reproduced episodic macropore flows, which increased with greater daily rainfall if infiltration exceeded a threshold that was lower for finer-textured soils. Although the algorithm did not improve predictions of streamflow of an agricultural subwatershed in southern Quebec (30 km2), the algorithm improved SWAT's partitioning between surface runoff and subsurface flow. SWAT-QC2 also predicted reasonably the separation between macropore and matrix components of subsurface flow, upon comparison with results from a chemical-based hydrograph separation of the subwatershed's streamflow. As in the proof of concept, the predicted amount of macropore flow into tile drains was greater under finer-textured soils than coarser-textured soils. By describing the portion of percolation that flows through macropores and potentially controls subsurface P transport, the macropore flow algorithm provides a framework for future developments of SWAT that describe macropore transport of P to tile drains. To improve the partitioning between macropore and matrix flows, future developments of SWAT-QC2 should account for dynamic macropore connectivity and the effects of soil moisture on macropore flow, but more research is needed to determine experimentally the spatiotemporal variation of macropore flow in agricultural soils. / Les stratégies d'intervention ciblées sur la prévention de l'eutrophisation des eaux de surface en milieu agricole devraient prendre en compte que relativement plus de phosphore chemine vers les drains souterrains par les macropores du sol qu'en cheminement matriciel. Afin de décrire les phénomènes de transport de phosphore aux drains, le modèle hydrologique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) doit être en mesure de distinguer ces processus de transfert. La présente étude avait pour objectif d'évaluer la performance d'un nouvel algorithme séparant les écoulements matriciels et préférentiels, en mettant à profit des jeux de données existantes et suivant une démarche compatible avec l'approche de modélisation inhérente à SWAT. L'algorithme a d'abord profité d'une validation conceptuelle, hors du modèle SWAT, puis d'une évaluation suivant son intégration à une nouvelle version du modèle hydrologique, SWAT-QC2. La validation conceptuelle de l'algorithme a démontré que les flux matriciels épisodiques prédits augmentent avec les précipitations journalières, à la condition que le taux d'infiltration ait atteint un seuil limite, relativement moins élevé en sol argileux. Bien que l'algorithme n'ait pas amélioré la prédiction du débit total d'un petit bassin versant du Sud du Québec (30 km2), il a néanmoins amélioré la performance du modèle SWAT à répartir les écoulements de surface et souterrains. La comparaison des prédictions du modèle hydrologique avec les résultats de séparation des hydrogrammes à l'exutoire du même bassin versant suivant une méthode chimique témoigne d'une performance réaliste de SWAT-QC2 à prédire la répartition des flux souterrains préférentiels et matriciels. A l'instar de la validation conceptuelle de l'algorithme, les flux préférentiels prédits sont relativement plus importants en sol argileux qu'en texture plus grossière. En décrivant la proportion des écoulements souterrains qui emprunte la voie préférentielle, et qui contrôle potentiellement les transferts souterrains de P, l'algorithme d'écoulement en macropores constitue une assise pour le développement ultérieur de SWAT intégrant une description des transferts souterrains de phosphore vers les drains souterrains. Afin d'améliorer la performance de SWAT-QC2 à séparer les flux préférentiels et matriciels, les développements futurs du modèle hydrologique devraient prendre en compte la nature dynamique de la connectivité des macropores, de même que les effets de l'humidité du sol sur l'écoulement préférentiel. Cette démarche appelle cependant à une meilleure caractérisation expérimentale de la variabilité spatio-temporelle des flux préférentiels en sols agricoles.

Groundwater plays an important role in a wide range of geologic processes. Sedimentary basins are heterogeneous, layered and faulted which strongly impacts regional groundwater flow. An important concern is how anthropogenic alterations such as groundwater or shale gas development affect these complex systems. Heterogeneities are likely to impact groundwater age and affect geologic processes that depend on groundwater or solute fluxes. They may also enhance long term contamination of shallow aquifers from the fracturing of the target shale unit, as contaminants may migrate from the shale to shallow aquifers through preferential pathways such as faults. We use numerical modelling to study the effect of a layered system on distribution of groundwater age in a regional groundwater basin and the impact of hydraulic fracturing in a generic faulted sedimentary basin on potential contamination of a shallow aquifer. First, we show that high age zones with predictable locations occur in layered geologic systems across a wide range of hydraulic gradients, basin geometries and permeabilities. The zones of older groundwater result from two mechanisms: low groundwater velocities in the low permeability layer; and the rejuvenation of the groundwater through mixing of different flow paths near discharge zones. Second, we show that hydraulic fracturing leads to the transport of contaminants along the fault and long-term contamination of a shallow aquifer in some specific, realistic cases. The location of the hydro-fractured zone relative to the fault zone and the top of the shale is the most critical factor controlling contaminant transport potential. / L'eau souterraine joue un rôle déterminant dans de nombreux processus géologiques. Les bassins sédimentaires comportent des hétérogénéités, des couches sédimentaires ainsi que des failles géologiques, qui ont un impact important sur l'écoulement régional de l'eau souterraine. Une question essentielle est de comprendre comment les altérations anthropiques, comme l'extraction d'eau souterraine ou de gaz de schiste, affectent ces systèmes complexes. Les hétérogénéités peuvent probablement avoir un impact sur l'âge de l'eau souterraine et affecter les processus géologiques qui dépendent des flux d'eau souterraine ou de solutés. Elles peuvent aussi favoriser la contamination à long terme des nappes phréatiques par la fracturation hydraulique d'une formation de schiste, en permettant aux contaminants de migrer du schiste vers les nappes phréatiques peu profondes le long de chemins préférentiels comme les failles géologiques. Nous modélisons l'écoulement régional d'eau souterraine afin d'étudier l'effet d'un système à couches multiples sur la distribution de l'âge de l'eau souterraine, ainsi que l'impact de la fracturation hydraulique sur la contamination potentielle d'une nappe phréatique superficielle par migration le long d'une faille géologique. Premièrement, nous montrons que des zones de grands âges, dont la localisation est prévisible, se forment dans des systèmes géologiques à couche multiples pour de nombreux gradients hydrauliques, géométries et perméabilités. La formation de zones comportant de l'eau souterraine est due aux faibles vitesses de l'eau souterraine dans la couche peu perméable, ainsi qu'au rajeunissement de l'eau souterraine par mixage d'eaux issues de différentes trajectoires à proximité des zones de décharge. Deuxièmement, nous montrons que la fracturation hydraulique entraine le transport de contaminants le long de la faille géologique et la contamination à long terme d'une nappe phréatique superficielle dans certains cas réalistes. La localisation de la zone de fracturation par rapport à la faille géologique et à l'interface supérieure de la formation de schiste sont des facteurs critiques qui contrôlent le potentiel de transport de contaminants.

One of the most important factors that determines the concentrate grade in flotation is water recovery. Water recovery is influenced by frother through control of bubble size and possibly a frother-related chemical effect. A frother mass balance approach is presented for determining an equivalent water film thickness associated with bubble surface area flux exiting via the froth overflow to represent the chemistry effect. / A closed loop mini flotation cell setup is used to achieve steady state in continuous tests. Four frothers are evaluated to reveal the dependence of water overflow velocity (JwO) on frother type and concentration. Using Total Organic Carbon analysis, frother partitioning between overflow and underflow is measured, showing a remarkable preferential distribution to the overflow at low frother dosage. From surface tension measurements the Gibbs excess adsorption density (Г) is estimated and used in the mass balance approach to estimate bubble surface area flux to overflow (SbO). Estimations from this approach are compared with bubble surface area flux into and on top of froth obtained from bubble size data using image analysis. A correlation is shown between JwO and SbO permitting an equivalent water film thickness carried by the bubble into the overflow (δO) to be estimated. The δO reflects the frother type: a stronger frother creates a larger δO and a weaker frother creates a smaller δO. Possible implications in flotation are discussed. / Dans les machines de flottation, le recouvrement d'eau est l'un des facteurs les plus importants dans la détermination de la teneur en minerai du concentré. Le recouvrement d'eau est influencé par l'agent moussant qui contrôle la taille des bulles et interagit possiblement d'un point de vue chimique. Afin de mettre en évidence le caractère chimique de cette interaction, une approche basée sur le bilan massique de l'agent moussant est présentée. Celle-ci vise plus précisément à déterminer l'épaisseur moyenne du film d'eau associé à l'aire de surface du flux de bulles empruntant comme voie de sortie la partie supérieure de la mousse. / Une cellule de mini flottation dotée d'un circuit en boucle est utilisée afin d'atteindre un d'état d'équilibre stable lors des tests en continu. Quatre agents moussants font l'objet d'études afin de comprendre la relation existant entre la vélocité du flux d'eau sortant (JwO) et le type et/ou la concentration d'agent moussant. Avec la méthode d'analyse du Carbone Organique Total, il est possible de mesurer la répartition de l'agent moussant entre la partie supérieure et la partie inferieure de la mousse. Lorsque la concentration en agent moussant est faible, on remarque que l'agent moussant se concentre préférentiellement dans la partie supérieure de la mousse. A partir de mesures de tension superficielle, l'excès de la densité d'adsorption de Gibbs (Г) est évalué et inclus dans le bilan massique afin d'estimer l'aire de surface du flux de bulle dans la partie supérieure de la mousse (SbO). Ces estimations sont comparées avec les aires de surface des flux de bulles au centre et dans la partie supérieure de la mousse, obtenues à l'aide de la technique d'analyse d'images. Une corrélation obtenue, entre JwO et (δO) permet d'estimer une épaisseur équivalente de film d'eau transporté par la bulle dans la partie supérieure. Des épaisseurs comparables de film d'eau transporté par la bulle dans la partie supérieure de la mousse δO sont obtenues. Le δO est caractéristique du type d'agent moussant : dans le cas d'un fort agent moussant, δO est épais alors que dans le cas d'un faible agent moussant, δO est fin. De possibles conséquences engendrées en matière de flottation font l'objet d'une discussion. fr

Composting is generally accepted as an environmentally benign process for organic waste disposal. However, when not properly managed, composting can result in the emission of toxic and environmentally hazardous gases, including CH4, NH3, N2O and CO. Due to the potential negative consequences of composting, there is a need to gain a better understanding of the physical conditions that affect these volatile emissions in order to better control them. The objective of this project was to construct a pilot-scale compost reactor, as a platform to study the potential impact of temperature, O2 concentration, airflow rate, and moisture content on the gaseous emissions from compost. The pilot-scale reactor was able to control the temperature and O2 concentration inside of the compost using an automated control algorithm, and continually measure the concentration of CO, CO2, CH4, NH3, and N2O under time-varying temperature and O2 concentration conditions, using FTIR spectroscopy. / Composter pour disposer des déchets organiques est généralement perçu comme un processus bénin et sans impact négatif. Cependant, si mal gérée la dégradation des déchets par compostage peut émettre des gaz toxiques et dangereux pour l'environnement tel que les composés : CH4, NH3, N2O et CO. Ces conséquences potentiellement négatives ont soulevé le besoin de mieux comprendre les conditions physiques qui affectent l'émission de ces composés volatiles afin de mieux les contrôler. L'objectif de ce projet consista en la construction d'un composteur intelligent expérimental pour étudier l'impact potentiel de la température, la concentration en oxygène, l'aération et l'humidité sur les émissions gazeuses émanant du compost. Le composteur fut capable de contrôler la température et la concentration en oxygène du compostage et de mesurer en temps continu la concentration en CO, CO2, CH4, NH3, et N2O sous différentes conditions de température et concentration d'O2. Le contrôle de la température et de la concentration en oxygène fut possible grâce à un algorithme de contrôle automatique intégré au composteur et la mesure des concentrations des composés toxiques par la méthode de spectroscopie FTIR.

The effect of anthropogenic landscape change on disease in wildlife populations represents a growing conservation and public health concern. Red colobus monkeys (Procolobus rufomitratus), an endangered primate species, are particularly susceptible to habitat alteration and have been the focus of a great deal of disease and ecological research as a result. To infer how landscape changes can affect host and parasite dynamics, a spatially explicit agent-based model is created to simulate movement and foraging of this primate, based on a resource landscape estimated from extensive plot-derived tree population data from Kibale National Park, Uganda. Changes to this resource landscape are used to simulate effects of anthropogenic forest change. With each change in the landscape, outcomes of disease within the simulated red colobus population are monitored using a hypothetical microparasite with a directly-transmitted life cycle. The model predicts an optimal distribution of resources which facilitates the spread of an infectious agent through the simulated population; the density of resource rich sites and the overall heterogeneity of the landscape both being important factors. We find that the characteristics of this optimal distribution are similar to those of logged sections of forest adjacent to our study area. / La manière dont le changement du paysage anthropique modifie la dynamique des populations d'espèces sauvages est une préoccupation croissante pour la conservation et pour les praticiens de la santé publique. Les singes colobus rouge (Procolobus rufomitratus), une espèce primate en danger, ont démontré une sensibilité à l'altération de leurs habitats, et ont été au centre de beaucoup recherche écologique. Pour déduire comment les modifications paysagées peuvent affecter les dynamiques hôtes et parasites chez le colobus rouge, un modèle spatialement explicite basé sur des agents a été créé pour simuler le mouvement de ce primate. Ce modèle est basé sur un paysage dérivé de données venant de populations arborescentes du Parc National Kibale en Ouganda, recueillies entre 1989 et 2006. Des modifications apportées à ce paysage de ressources ont été faites pour simuler les changements potentiels causés par les modifications de la forêt anthropique et naturelle. Avec chaque modification dans le paysage, les résultats des maladies émergentes au sein de la population simulée du colobus rouge ont été surveillés pour la présence d'un micro-parasite hypothétique ayant un cycle de vie directement transmis. Un modèle compartimentée a été utilisé (SEIR) où les primates étaient considérés soit susceptibles (S), exposés au parasite (E), infectieux (I), ou rétabli d'une infection (R). Nous constatons qu'il existe une répartition optimale des ressources qui facilite la propagation d'une maladie infectieuse par le biais de la population simulée. Nous avons également trouvé que les caractéristiques de cette distribution optimale suggèrent que la propagation de maladies infectieuses serait facilitée dans les régions perturbées. fr

Composting is one element of waste management. It allows waste to be transformed into a valuable product. The processes involved and the final product, however, may vary in terms of quality, efficiency or security. Models have been established to represent some features of the composting process, but never all of them together. We hypothesized that all the key features from the literature could be gathered in one model. This model should be qualitatively faithful, reliable, and easily adapted to any situation. We used COMSOL TM, software that uses proven algorithms and the finite element method to solve partial differential equations in high spatial resolution in up to three dimensions. The behavior of this model was studied through parameter variations and sensitivity analysis. Patterns in temperature, biomass, substrate, oxygen and water concentration curves were consistent with the typical curves found in literature about composting. Initial water concentration and airflow were found to have an important impact on the composting process, while inlet air temperature did not. The resolution of the mathematical problem in a two-dimensional, longitudinal cross-section of the rectangular vessel allowed the observation of spatial patterns. This model can be used as a basis for further studies as new features are easy to implement. It can likewise be adapted to any apparatus, which makes it useful for comparative analysis. The suggested model, however, has yet to be validated against a physical system and this should be the next step. / Le compostage est un composant de la gestion des déchets et permet de les transformer en un produit à valeur ajouté. Les procédés en jeu, ainsi que les produits finis peuvent cependant varier au niveau de la qualité, de l'efficacité, et de la sécurité. Des modèles ont été mis au point pour prendre en compte certaines caractéritiques du compostage, mais jamais de façon exhaustive. Notre hypothèse était que toutes les caractéristiques clés décrites dans la littérature peuvent être réunies en un seul modèle. Ce modèle doit être qualitativement fidèle, fiable, et facilement adaptable à toutes les situations. Nous avons utilisé COMSOL TM, un logiciel qui utilise des algorithmes établis et se base sur la méthode des éléments finis pour résoudre les systèmes d'équations différentielles partielles avec une bonne résolution spatiale en deux ou trois dimensions. La réponse de ce modèle face à des variations paramètriques et à une analyse de sensitivité a été étudiée. Les comportements de la température, de la biomasse, du substrat, de l'oxygène, et de la quantité d'eau ont été cohérents avec ceux trouvés dans la littérature sur le compostage. La concentration initiale en eau, ainsi que l'aération, ont été prouvés avoir un impact important sur le compostage, contrairement à la température de l'air entrant. La résolution du problème mathématique dans une coupe bidimensionnelle longitudinale du container rectangulaire permet l'observation de comportements spatiaux. Ce modèle pourra être utilisé comme un fondement pour de futures études car l'ajout de nouvelles caractéristiques y est aisé. Le modèle peut aussi être facilement adapté à différentes conditions expérimentales, ce qui en fait un bon outil comparatif. Cependant, le modèle suggéré doit d'abord être validé par des données expérimentales.