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A tbesis sutmitted to the Faculty of Engineering in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. / Available data on particularly viscosities of titaniferous melts under oxidizing conditions are reviewed, and an attempt is made to explain the high fluidity of such melts. (Abbreviation abstract) / Andrew Chakane 2018

A knowledge of the clay minerals in a particular soil series would aid in the characterization and classification of that soil. The physical and chemical properties of a soil are largely controlled by the properties of the clay minerals in the soil.

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Yeasts form an important part of many ecosystems and significantly contribute to biodiversity. However, yeast biodiversity in the North West Province remains largely unexplored. The aim of this study was to determine the diversity and characteristics of yeasts from water sources in the North West Province, South Africa. Samples were collected over a two year period and included three rivers, a spruit and an inland lake. Temperature, pH, and electrical conductivity (EC) were measured on site using a multi-probe. Nitrate (NO3-N), nitrite (NO2-N) and phosphate (PO42-) levels were determined in the laboratory using Hatch kits and equipment. The pH ranged from 7.2 to 9.2. Elevated EC levels (36-70 mS) were detected especially at the Harts River and Barberspan (38-165 mS) sites. Physico-chemical parameter levels were higher during the cold dry sampling period compared to the warm rainy sampling period. Levels and diversity of yeasts were determined using the membrane filtration method. The highest level of yeasts was detected in the Mooi River and Schoonspruit during 2010 and 2011 sampling periods. Pigmented and non-pigmented yeasts were enumerated from all samples. Over the two year period the highest number of pigmented yeasts was detected in the Schoonspruit samples. In some cases there were significant (P<0.05) differences between pigmented and non-pigmented yeast levels among the sites. The diazonium blue B (DBB) test was carried out to distinguish between ascomycetous and basidiomycetous yeasts. These isolates were then identified using the API ID 32C system. Yeasts isolates were identified as belonging to the following genera: Candida, Cryptococcus, Pichia, Rhodotorula and Zygosaccharomyces. In addition using 26S rRNA gene sequencing Aureobasidium spp., Clavispora spp., Cystofilobasidium spp., Hanseniaspora spp., Meyerozyma spp., Sporidiobolus spp., and Wickerhamomyces spp.were also identified. The diversity and abundance of yeasts in the water sources demonstrated that opportunistic pathogens were present. This was supported by results that indicated some isolates could grow at 37°C and higher. In conclusion, our results provide preliminary information on the distribution and diversity of yeasts in water sources of the North West Province, South Africa. / Thesis (MSc (Environmental Sciences))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013.

Yeasts form an important part of many ecosystems and significantly contribute to biodiversity. However, yeast biodiversity in the North West Province remains largely unexplored. The aim of this study was to determine the diversity and characteristics of yeasts from water sources in the North West Province, South Africa. Samples were collected over a two year period and included three rivers, a spruit and an inland lake. Temperature, pH, and electrical conductivity (EC) were measured on site using a multi-probe. Nitrate (NO3-N), nitrite (NO2-N) and phosphate (PO42-) levels were determined in the laboratory using Hatch kits and equipment. The pH ranged from 7.2 to 9.2. Elevated EC levels (36-70 mS) were detected especially at the Harts River and Barberspan (38-165 mS) sites. Physico-chemical parameter levels were higher during the cold dry sampling period compared to the warm rainy sampling period. Levels and diversity of yeasts were determined using the membrane filtration method. The highest level of yeasts was detected in the Mooi River and Schoonspruit during 2010 and 2011 sampling periods. Pigmented and non-pigmented yeasts were enumerated from all samples. Over the two year period the highest number of pigmented yeasts was detected in the Schoonspruit samples. In some cases there were significant (P<0.05) differences between pigmented and non-pigmented yeast levels among the sites. The diazonium blue B (DBB) test was carried out to distinguish between ascomycetous and basidiomycetous yeasts. These isolates were then identified using the API ID 32C system. Yeasts isolates were identified as belonging to the following genera: Candida, Cryptococcus, Pichia, Rhodotorula and Zygosaccharomyces. In addition using 26S rRNA gene sequencing Aureobasidium spp., Clavispora spp., Cystofilobasidium spp., Hanseniaspora spp., Meyerozyma spp., Sporidiobolus spp., and Wickerhamomyces spp.were also identified. The diversity and abundance of yeasts in the water sources demonstrated that opportunistic pathogens were present. This was supported by results that indicated some isolates could grow at 37°C and higher. In conclusion, our results provide preliminary information on the distribution and diversity of yeasts in water sources of the North West Province, South Africa. / Thesis (MSc (Environmental Sciences))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2013.

This diploma thesis is focused on determining the physico-chemical stability of toothpastes. It is divided into theoretical and practical part. The theoretical part of the work deals with toothpastes, their short history and composition. Stability studies and methods of stability analysis are described below. In the practical part were performed long-term and accelerated stability studies on anhydrous toothpastes, on water-based toothpastes and on toothpastes based on sodium bicarbonate. The physical stability of the products was evaluated by monitoring the appearance and color visually and odor sensory, the pH value using a pH meter and the viscosity with a rotational viscometer. Chemical stability was monitored by determining the free fluorine content by ion chromatography and by ion-selective electrode, total phosphates and potassium also by ion chromatography, sodium bicarbonate by titration, soluble zinc by atomic absorption spectrometry and water activity was also monitored.

Résumé : Le climat local, le transport avec l’agitation entre l’endroit de bétonnage et le site de fabrication du béton influencent fortement les propriétés du béton frais et durci. Selon les particularités du béton autoplaçant (BAP), le maintien de l’homogénéité et l’ouvrabilité du BAP avant la mise en place est très important. Les propriétés des BAP sont généralement plus sensibles à la température et au transport par rapport à celles des bétons conventionnels. Une meilleure compréhension de l’effet de la température et de l’agitation sur la performance des BAP est nécessaire pour prévoir les conséquences du changement du climat (température) et de l’effet du transport (temps et vitesse d’agitation), puis pour donner des précautions à suivre afin de répondre à la demande des BAP pour un bon rapport performance-coût. De manière pragmatique, il s’avère nécessaire d’utiliser la méthode du mortier de béton équivalent (MBE) afin d’analyser rapidement les influences de la température et de l’agitation sur les propriétés rhéologiques, calorimétriques et mécaniques des BAP. Cinq températures (8, 15, 22, 29 et 36°C) et deux vitesses d’agitation (6 et 18 tr/min) ont été étudiées sur les MBE. Ensuite, quelques compositions spécifiques (type d’adjuvant et ajout cimentaire) ont choisies afin de vérifier avec des températures compasse entre 8 à 36°C et les agitations différentes (2 et 6 tr/min) sur les BAP destinés aux travaux de bâtiment (BAP-B) sans agent entraîneur d’air et sur des bétons semi-autoplaçant destinés aux travaux d’infrastructures (BSAP-I) avec agent entraîneur d’air. La fluidité initiale des MBE et BAP a été fixée en faisant varier la demande en SP, la température et l’agitation. Les résultats montrent qu’il y a un effet important de la température et de l’agitation sur l’efficacité des adjuvants, la fluidité, la teneur en air, les propriétés rhéologiques, calorimétriques et mécaniques des MBE et des BAP. Pour prévoir la performance de MBE à différentes températures, une équation mathématique est proposée pour déduire la demande en SP, la demande en AEA, le flux maximal et la résistance en compression à 1 jour en fonction des mêmes propriétés sur MBE à 22°C et de la température. Enfin, une corrélation linéaire a été trouvée entre les MBE et les BAP sur ces mêmes propriétés. / Abstract : The local climate, the transport of agitated concrete after manufacturing but before being cast strongly influence the properties of the fresh and hard concrete. It’s important to keep the stability and workability of the self-consolidating concrete (SCC) because of its special characteristics. Compare to the normal concrete, the properties of SCC are generally more sensitive to the temperature and the transport. Therefore it’s necessary to understand the effects of the temperature and the agitation on the performance of the SCC in order to predict the consequences of climate change (temperature) and transport (time and speed of agitation), and then to give the better precautions with a good performance-cost report. In this study, the concrete mortar equivalent (CEM) method is used to quickly analyze the influences of the temperature and the agitation on the rheological, calorimetric and mechanical properties of the SCCs. Five temperatures (8, 15, 22, 29 and 36°C) and two agitation speed (6 and 18 tr/min) are varied in CEMs. And then, some compositions (type of adjuvant and supplementary cementing material) are chosen to be valued with the temperature (8-36°C) and the agitation (2 and 6 tr/min) in SCCs for the building without air-entraining admixture (AEA) and semi-flowable SCC for infrastructure with AEA. The initial slump flow of CEM and SCC is fixed, but the demand superplasticizer, the temperature and the agitation were varied. The results show that there are the effects of temperature and agitation on the effectiveness of admixture, the slump flow, the air content, the rheological, calorimetric and mechanical properties of CEM and SCC. A mathematical equation is proposed to predict the performance of SCC at different temperatures for the SP and AEA requirement, the maximum of heat flow and the compressive strength at one day by these same properties of SCC at 22°C and by the temperature. Finally, a good linear correlation is found between CEM and SCC for these properties.

La glace de mer couvre jusqu’à 6% de la surface de notre planète. Autour du continent Antarctique, sa superficie varie entre 3.8 et 19 millions de km² (en février et septembre respectivement). Cette superficie présente des variations interannuelles. En parallèle, une évolution de la superficie de la glace de mer a également pour origine le réchauffement climatique global, très médiatisé à l’heure actuelle. Dans ce contexte, et étant donné le rôle que joue la banquise au sein de l’Océan Austral, des études de l’évolution de la glace de mer sont devenues fondamentales. Ce travail a pour objectif d’étudier les relations complexes qui existent entre les processus chimiques, physiques et biologiques qui se déroulent au sein de la glace de mer. La détermination des propriétés physiques et de la composition chimique des glaces de mer correspond en effet à un pré-requis indispensable à l’étude des cycles géochimiques qui existent dans la banquise. Différentes glaces de mer, naturelles ou artificielles, ont été analysées. Pour ce faire, les caractéristiques spécifiques à ce type de glace font que des méthodes d’analyse de la composition en gaz particulières ont été nécessaires. Nous avons ainsi pu montrer que le contenu et la composition en gaz des différentes glaces analysées dépendent de facteurs physico-chimiques et de facteurs biologiques. L’impact des facteurs physico-chimiques se marque lors de l’incorporation initiale des impuretés dans la glace de mer et via une diffusion "post-génétique" tant que la glace est plus chaude que –5°C. En outre, les organismes photosynthétiques sont à l’origine d’une production d’oxygène et d’une consommation de dioxyde de carbone. La composition en gaz résultante peut donc être sensiblement différente de la composition atmosphérique ou de celle des gaz dissous dans l’eau de mer sous-jacente, en été comme en hiver. Il s’agit par conséquent de sérieusement envisager l’impact potentiel de la glace de mer et des microorganismes qu’elle contient, lors du réchauffement et de la débâcle, sur les échanges entre atmosphère et océan comme sur leurs compositions respectives.

Les nanotechnologies sont en pleine expansion et leurs propriétés remarquables ouvrent la voie à des applications très variées intéressant la science des matériaux comme la nanomédecine. Cependant cet essor fulgurant doit s’accompagner d’interrogations justifiées sur les risques sanitaires pour l’homme et l’environnement compte tenu de leur potentielle toxicité biologique. Dans ce contexte le travail de cette thèse porte sur l’amélioration de la compréhension des mécanismes d’internalisation de particules au niveau cellulaire. Pour cela plusieurs types de micro- et nanoparticules fluorescentes de physico-chimie contrôlée (taille et groupements de surface) ont été synthétisés. Des contacts ont ensuite été établis avec une lignée cellulaire in vitro de macrophages (RAW 264.7) qui représente une cible préférentielle de l’organisme au niveau des moyens de défense. Différentes méthodologies de quantification en cytométrie en flux et fluorimétrie ont été développées dans le but de distinguer précisément les nanoparticules internalisées de celles adhérées au niveau des membranes. Des techniques complémentaires de microscopie confocale et MEB/MET ont été mises au point afin de mieux visualiser leur localisation intracellulaire. Enfin, pour nos diverses conditions expérimentales, une étude de l’activité biologique des particules a été évaluée sur la base des paramètres de réaction inflammatoire, d’altération membranaire et de stress oxydant. Ainsi, la première partie de ces travaux a concerné la mise au point d’une méthodologie de quantification de l’internalisation de particules fluorescentes microscopiques. Ensuite nous avons développé un modèle de nanoparticules doublement fluorescentes sensibles aux variations de pH permettant une quantification plus ciblée du processus de phagocytose. Enfin la dernière partie s’est attachée à étudier spécifiquement l’impact de la taille des nanoparticules sur leur internalisation. / Nanotechnologies are in full extension and the remarkable properties showed by nanomaterials pave the way for a variety of applications such as materials science or nanomedicine. However, this rapid expansion must be accompanied by justified interrogations about human’s health risks or impact on the environment because of their potential biological toxicity. In this context, this thesis aimed at improving the understanding of the cellular internalization mechanisms of particles. Different types of fluorescent micro- and nanoparticles with well-controlled physico-chemistry (size and surface groups) were synthesized. The contacts were established with an in vitro macrophage cell line (RAW 264.7), which represents the first line target cells in the human defense mechanisms. Different methodologies to accurately quantify and distinguish internalized nanoparticles from those just adhering to cell membranes were developed using flow cytometry and fluorimetry. Complementary confocal microscopy and SEM/TEM techniques were carried out to better visualize nanoparticles intracellular localization. Finally, for each experimental condition tested, the biological activity of the particles was evaluated in terms of inflammatory response, membrane alteration and oxidative stress. Thus, the first part of this work allowed the development of a methodology to quantify fluorescent microscopic particles internalization. Then a model of double fluorescent nanoparticles sensitive to pH variations was developed in order to quantify more precisely the phagocytic process. Finally the last part aimed at evaluating the impact of the size of the nanoparticles on their internalization.