Accurate static electric dipole polarizability calculation of +3 charged lanthanide ions

An accurate determination of the heavy element static atomic dipole polarizability is a challenge for theoretical methods. We present in this paper computed values of the dipole polarizability of the lanthanide ions from La3+ to Lu3+. The results were obtained by performing fully relativistic and pseudopotential calculations including the treatment of open-shell systems. We have shown that, in order to obtain accurate results, it is essential to take into account scalar relativistic effects, core polarization and flexibility of the basis sets. Finally, we present a database of reference values of dipole polarizability for the Ln3+ ions

Vibrational mode assignment of finite temperature infrared spectra using the AMOEBA polarizable force field †

International audienceThe calculation of infrared spectra by molecular dynamics simulations based on the AMOEBA polarizable force field has recently been demonstrated [Semrouni et al., J. Chem. Theory Comput., 2014, 10, 3190]. While this approach allows access to temperature and anharmonicity effects, band assignment requires additional tools, which we describe in this paper. The Driven Molecular Dynamics approach, originally developed by Bowman, Kaledin et al. [Bowman et al. J. Chem. Phys., 2003, 119, 646, Kaledin et al. J. Chem. Phys., 2004, 121, 5646] has been adapted and associated with AMOEBA. Its advantages and limitations are described. The IR spectrum of the Ac-Phe-Ala-NH 2 model peptide is analyzed in detail. In addition to differentiation of conformations by reproducing frequency shifts due to non-covalent interactions, DMD allows visualizing the temperature-dependent vibrational modes

Evaluation of the impact of antibiotics and pesticides used in livestock and agriculture on the safety of bovine meat consumed in the North-East of Benin

The presence of antibiotic and pesticide residues in food can cause health problems for consumers. However, no study has quantified residues of veterinary antibiotics and pesticides in meat of cattle massively bred in North Benin. This is why the overall objective of this thesis is to evaluate the impact of the use of veterinary antibiotics and pesticides on the safety of cattle meat consumed in North-East of Benin. The first chapter is a compilation of three review papers that were titled, respectively: “production, importation and quality of meat consumed in Benin”; “quality of veterinary antibiotics used in West Africa and methods for detecting of their residues in foodstuffs” and “review on the modes of action, impacts and detection of pesticides used in agriculture”. In chapter 2, a survey was first conducted among 98 farmers in the communes of Banikoara, Kandi, Bembereke and Kalale located in North-East of Benin. This first study showed that the antibiotics used in cattle breeding belonged to the groups of tetracyclines, beta-lactams, sulphonamides, aminoglycosides and macrolides, which were used per 100; 88; 56; 44 and 35% of breeders, respectively, in the study area. Fifty-eight percents of these farmers bought these drugs in the illegal market, 57% of them practiced “self-medication” and 93% of them did not respect the withdrawal times for antibiotics before putting foodstuffs from treated animals on the market. These risky practices led to the contamination of cattle meat with antibiotic residues, as was shown in the second study. The kidney and muscle tissues of 50 cattle carcasses from the Parakou city, in north-east of Benin, were samples to determine antibiotic residues (tetracyclines, beta-lactams and sulfonamides), using a semi-quantitative screening method adapted from the New Two Plates Test (NTPT) of Pham Kim et al. (2011). This modified NTPT showed that 60 % of the 50 carcasses analyzed contained residues of tetracyclines, beta-lactams and sulfonamides. Positive results were confirmed by liquid chromatography - mass spectrometry (LC-MS) analyzes. The maximum levels observed for oxytetracycline, epi-oxytetracycline, tetracycline and epi-tetracycline residues in the kidney were 1380, 350, 190 and 230 μg kg-1, respectively. In one of the bovine carcasses, very high levels of sulfamethazine residues were found: 3900 μg kg-1 in the kidney and 2220 μg kg-1 in the muscle. Overall, 38 % of the carcasses submitted to confirmation analyzes by LC-MS showed antibiotic residue levels that exceeded the maximum residue limits (MRLs) applied in the European legislation. The modified NTPT method was then used to evaluate the quality of veterinary antibiotic drugs used in cattle breeding in the study area. The results of this third study showed that the 28 products tested contained the active ingredient as indicated on the drug labels. However, quantitatively, only 61 % of these drugs contained active substance at levels ranging from 90 to 120 %, 90-115 % and ≥ 90 % of the concentrations mentioned on the labels (for oxytetracycline, penicillin G and tylosin drugs, respectively), and could therefore be declared compliant with the requirements of USP (United States Pharmacopeia). The results of the studies reported in this chapter 2 have shown that veterinary practices, resulting in the presence of residues in the meat, and the poor quality of veterinary antibiotics could promote the development of bacterial resistance to antibiotics in the study area. Chapter 3 presents the results of studies 4 and 5. The inventory realized in study 4 showed that 56 commercial pesticides (including 21 herbicides and 35 insecticides) were used in agriculture in the study area. As regards the active ingredients contained in these products, 13 were herbicides and 14 were insecticides. Seventy-eight percents of farmers bought these pesticides both in the illegal circuit and in the official agricultural inputs selling structures. Only 53 % of these farmers knew the instructions for use of these dangerous products. These practices have led to the contamination of natural ecosystems and the food chain with pesticide residues. Indeed, study 5 revealed traces of glyphosate residues in pasture waters. In addition, three of 25 cattle carcasses that samples were subjected to the analyzes by gas chromatography - mass spectrometry, were contaminated with insecticide residues such as beta-endosulfan (98.6-139.5 μg kg-1) and dichlorodiphenyldichloroethylene (DDE) (4.6 μg kg-1). Overall, only beta-endosulfan found in two carcasses showed concentrations above the MRL established by European Regulation (EC) 396/2005. Finally, chapter 4 presents a general discussion of the results obtained in the five studies. As a general conclusion and recommendation, it can be said that all the veterinary and agricultural practices as described in studies 1 and 4 clearly impact the safety of cattle meat consumed in North-East of Benin, and the results of these studies are benchmarks for future monitoring of the food chain in Benin.La présence de résidus d’antibiotiques et de pesticides dans les aliments peut être à l’origine de problèmes de santé pour les consommateurs. Pourtant, aucune étude n’avait quantifié les résidus d’antibiotiques vétérinaires et de pesticides dans les viandes de bovins massivement élevés au Nord du Bénin. C’est pourquoi l’objectif global de cette thèse est d’évaluer les impacts de l’utilisation des antibiotiques vétérinaires et des pesticides sur la qualité sanitaire des viandes bovines consommées au Nord-Est Bénin. Le premier chapitre est une compilation de trois articles de synthèse bibliographique qui sont respectivement titrés : « production, importation et qualité des viandes consommées au Bénin » ; « qualité des antibiotiques vétérinaires utilisés en Afrique de l’Ouest et méthodes de détection de leurs résidus dans les denrées alimentaires » et « revue sur les modes d’action, impacts et détection des pesticides utilisés en agriculture ». Dans le chapitre 2, une enquête a d’abord été menée auprès de 98 éleveurs répartis dans les communes de Banikoara, Kandi, Bembèrèkè et Kalalé situées au Nord-Est Bénin. Il ressort de cette première étude que les antibiotiques utilisés en élevage de bovins appartenaient aux groupes des tétracyclines, bêta-lactames, sulfamidés, aminoglycosides et macrolides, qui étaient respectivement employés par 100 ; 88 ; 56 ; 44 et 35 % des éleveurs de la zone d’étude. Cinquante-huit pourcents de ces éleveurs achetaient ces médicaments dans le marché illégal, 57 % parmi eux pratiquaient l’automédication et 93 % d’entre eux ne respectaient pas les délais d’attente des antibiotiques avant de mettre en consommation les denrées alimentaires issues des animaux traités. Ces pratiques à risque ont engendré la contamination des viandes bovines par des résidus d’antibiotiques, comme cela a été montré dans la deuxième étude. Les tissus rénal et musculaire de 50 carcasses bovines provenant de la ville de Parakou, au Nord-Est Bénin, ont fait l’objet d’une recherche de résidus d’antibiotiques (tétracyclines, bêta-lactames et sulfamidés), grâce à une méthode de screening semi-quantitatif adaptée du ‘‘New Two Plates Test’’ (NTPT) de Pham Kim et al. (2011). Ce NTPT modifié a permis de montrer que 60 % des 50 carcasses analysées contenaient des résidus de tétracyclines, de bêta-lactames et de sulfamidés. Les résultats positifs ont été confirmés par des analyses de chromatographie en phase liquide couplée à un spectromètre de masse (CL-SM). Les teneurs maximales observées pour les résidus d’oxytétracycline, épi-oxytétracycline, tétracycline et épi-tétracycline dans le rein étaient respectivement de 1380, 350, 190 et 230 µg kg-1. Dans une des carcasses bovines, des niveaux très élevés de résidus de sulfaméthazine ont été trouvés : 3900 µg kg-1 dans le rein et 2220 µg kg-1 dans le muscle. Dans l’ensemble, 38 % des carcasses soumises aux analyses de confirmation par CL-SM présentaient des concentrations en résidus d’antibiotiques supérieures aux limites maximales de résidus (LMR) appliquées dans la législation européenne. La méthode NTPT modifiée a été ensuite utilisée pour l’évaluation de la qualité des médicaments antibiotiques vétérinaires utilisés en élevage de bovins dans la zone d’étude. Les résultats de cette troisième étude ont montré que les 28 produits analysés contenaient la matière active conformément à ce qui était indiqué sur l’emballage du médicament. Cependant, sur le plan quantitatif, seulement 61 % de ces médicaments présentaient des teneurs en substances actives comprises dans une fourchette de 90 à 120 %, 90-115 % et ≥ 90 % des concentrations mentionnées sur les étiquettes (respectivement pour les produits à base d’oxytétracycline, de pénicilline G et de tylosine), et pouvaient donc être déclarés conformes aux exigences de l’USP (United States Pharmacopeia). Les résultats des études consignées dans ce chapitre 2 ont montré que les pratiques vétérinaires, résultant en la présence de résidus dans la viande, et la qualité médiocre des antibiotiques vétérinaires pourraient favoriser le développement de résistances bactériennes aux antibiotiques dans la zone d’étude. Le chapitre 3 présente les résultats des études 4 et 5. L’inventaire réalisé dans l’étude 4 (dont la méthode est similaire à celle de la première étude) a montré que 56 pesticides commerciaux (dont 21 herbicides et 35 insecticides) étaient utilisés en agriculture dans la zone d’étude correspondante. En ce qui concerne les matières actives contenues dans ces produits, 13 ont été recensées pour les herbicides et 14 pour les insecticides. Septante-huit pourcents des agriculteurs achetaient ces pesticides aussi bien dans le circuit illégal que dans les structures officielles de vente d’intrants agricoles. Seulement 53 % de ces producteurs maîtrisaient le mode d’emploi de ces produits dangereux. Ces pratiques ont induit une contamination des écosystèmes naturels et de la chaîne alimentaire en résidus de pesticides. En effet, l’étude 5 a révélé des traces de résidus de glyphosate dans les eaux de pâturage. De plus, 3 des 25 carcasses bovines dont les échantillons ont été soumis aux analyses par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse présentaient des résidus d’insecticides tels que le bêta-endosulfan (98,6 à 139,5 µg kg-1) et le dichlorodiphényldichloroéthylène (DDE) (4,6 µg kg-1). Dans l’ensemble, seul le bêta-endosulfan retrouvé dans deux carcasses présentait des concentrations supérieures à la LMR fixée par le Règlement Européen (CE) 396/2005. Enfin, le chapitre 4 présente une discussion générale des résultats obtenus dans les cinq études. En guise de conclusion générale et de recommandations, on peut dire que l’ensemble des pratiques vétérinaires et agricoles telles que décrites dans les études 1 et 4 impactent clairement la qualité sanitaire des viandes bovines consommées au Nord-Est du Bénin, et les résultats de ces études constituent des repères pour des actions de surveillance futures de la chaîne alimentaire au Bénin

Autonomisation de la femme en milieu rural au Bénin : une contextualisation par les projets & programmes d’alphabétisation

The so-called “empowerment” of rural women remains one of the strategies for combating their situation of poverty and vulnerability. It has been the subject of several studies which have attempted to measure it to know the effects of development actions in their favor. A polysemic and multidimensional concept, empowerment is complex; its measurement is difficult and presents challenges related particularly to its subjective and contextual characteristics, which suggest an operational and contextual definition of the concept. Through literacy programs, women are likely to become self-sufficient. One of the defining aspects of these programs is “when participants are asked to profile what an empowered woman should be in her own context”. This article attempts to answer the following question: what is the perception of empowerment of rural women in the context of Benin, where several literacy programs have been implemented? In this perspective, an exploratory, qualitative and participatory approach was adopted and supported by six (06) group interviews of seven (07) rural women each in six (06) departments of Benin. Through the content analysis method, the concept of empowerment is contextualized with an appropriate measurement framework and a local definition as they perceived it: Empowerment is a process of change that takes place in women's lives, by which they access/acquire (to) more economic and social resources, gain access to new knowledge and skills to improve their well-being and that of their families, as well as to increase their negotiation skills with men/spouses, negotiation that leads to mutual consultation and results in freer decision-making. The results found could serve as a starting point for future research aimed at assessing the effects or impact of rural women's participation in literacy projects and programs on their level of empowerment.   Keywords: Empowerment, literate woman, participating woman, rural environment, measurement. JEL Classification: C83, I 25, I28, I38, I31, J16 Type of paper: empirical researchL’autonomisation dite « empowerment » des femmes rurales reste l’une des stratégies de lutte contre leur situation de pauvreté et de vulnérabilité.  Elle a fait l’objet de plusieurs études qui ont tenté de la mesurer pour connaître des effets des actions de développement en leur faveur. Concept polysémique et multidimensionnel, l’autonomisation est complexe ; sa mesure est difficile et présente des défis liés, notamment, à ses caractères subjectif et contextuel qui suggèrent une définition opérationnelle et contextuelle du concept. Par les programmes d’alphabétisation, les femmes sont susceptibles de devenir autonomes. Un des aspects déterminants de ces programmes est « le moment où les participantes sont invitées à établir le profil de ce que devrait être une femme autonome dans le contexte qui lui est propre ». Cet article tente de répondre à la question suivante : quelle est la perception de l’autonomisation des femmes rurales dans le contexte du Bénin où plusieurs programmes d’alphabétisation ont été mis en œuvre ? Dans cette optique, une approche exploratoire, qualitative et participative fut adoptée et soutenue par six (06) entrevues de groupe de sept (07) femmes rurales chacun dans six (06) départements du Bénin. Par la méthode d’analyse du contenu, le concept d’autonomisation est contextualisé avec un cadre de mesure adaptée et une définition locale telle qu’elles l’ont perçue : l’autonomisation est un processus de changement qui intervient dans la vie des femmes, par lequel elles accèdent/acquièrent (à) plus de ressources économiques et sociales, accèdent à de nouvelles connaissances et compétences pour améliorer leur bien-être et celui de leur famille, ainsi que pour renforcer leurs capacités de négociation avec les hommes/conjoints, négociation qui conduit à une consultation mutuelle et aboutit à des prises de décisions plus libres. Les résultats obtenus pourraient servir de point de départ pour des recherches futures visant à évaluer les effets ou l’impact de la participation des femmes rurales aux projets et programmes d’alphabétisation sur leur niveau d’autonomisation.   Mots clés : Autonomisation, femme alphabétisée, femme participante, milieu rural, mesure. Classification JEL: C83, I 25, I28, I38, I31, J16 Type de l’article : Recherche empiriqu

Tourisme et Croissance Inclusive au Bénin: Une Analyse d’Après l’Indice Synthétique de Croissance Inclusive

Cette étude vise à examiner le type de relation entre tourisme et croissance inclusive au Bénin de 1995 à 2021 en utilisant comme variable dépendante, contrairement à plusieurs études,  l’Indice Synthétique de Croissance Inclusive  (ISCI). En nous appuyant sur des données chronologiques, nous avons effectué des estimations à l'aide du Modèle Vectoriel à Correction d'Erreur (VECM), du test de causalité de Granger et du Modèle à Correction d'Erreur (MCE) sous STATA 15. Les résultats révèlent une relation significative positive entre le ratio des recettes touristiques réelles et l'Indice Synthétique de Croissance Inclusive (ISCI), démontrant que le tourisme contribue à la croissance inclusive jusqu'à un certain seuil. En outre,  la nature bidirectionnelle de cette relation (entre tourisme et croissance inclusive) a été également mise en évidence.   This study aims to examine the type of relationship between tourism and inclusive growth in Benin from 1995 to 2021 using as a dependent variable, unlike several studies, the Synthetic Inclusive Growth Index (ISCI). Based on historical data, we carried out estimations using the Vector Error Correction Model (VECM), the Granger causality test and the Error Correction Model (ECM) under STATA 15. The results reveal a significant positive relationship between the ratio of real tourism receipts and the Synthetic Inclusive Growth Index (ISCI), demonstrating that tourism contributes to inclusive growth up to a certain threshold. Furthermore, the bidirectional nature of this relationship (between tourism and inclusive growth) was also highlighted

Tourisme et Croissance Inclusive au Bénin: Une Analyse d’Après l’Indice Synthétique de Croissance Inclusive

Cette étude vise à examiner le type de relation entre tourisme et croissance inclusive au Bénin de 1995 à 2021 en utilisant comme variable dépendante, contrairement à plusieurs études,  l’Indice Synthétique de Croissance Inclusive  (ISCI). En nous appuyant sur des données chronologiques, nous avons effectué des estimations à l'aide du Modèle Vectoriel à Correction d'Erreur (VECM), du test de causalité de Granger et du Modèle à Correction d'Erreur (MCE) sous STATA 15. Les résultats révèlent une relation significative positive entre le ratio des recettes touristiques réelles et l'Indice Synthétique de Croissance Inclusive (ISCI), démontrant que le tourisme contribue à la croissance inclusive jusqu'à un certain seuil. En outre,  la nature bidirectionnelle de cette relation (entre tourisme et croissance inclusive) a été également mise en évidence.   This study aims to examine the type of relationship between tourism and inclusive growth in Benin from 1995 to 2021 using as a dependent variable, unlike several studies, the Synthetic Inclusive Growth Index (ISCI). Based on historical data, we carried out estimations using the Vector Error Correction Model (VECM), the Granger causality test and the Error Correction Model (ECM) under STATA 15. The results reveal a significant positive relationship between the ratio of real tourism receipts and the Synthetic Inclusive Growth Index (ISCI), demonstrating that tourism contributes to inclusive growth up to a certain threshold. Furthermore, the bidirectional nature of this relationship (between tourism and inclusive growth) was also highlighted

Tourisme et Croissance Inclusive au Bénin : Une Analyse d’Après l’Indice Synthétique de Croissance Inclusive

Cette étude vise à examiner le type de relation entre tourisme et croissance inclusive au Bénin de 1995 à 2021 en utilisant comme variable dépendante, contrairement à plusieurs études, l’Indice Synthétique de Croissance Inclusive (ISCI). En nous appuyant sur des données chronologiques, nous avons effectué des estimations à l'aide du Modèle Vectoriel à Correction d'Erreur (VECM), du test de causalité de Granger et du Modèle à Correction d'Erreur (MCE) sous STATA 15. Les résultats révèlent une relation significative positive entre le ratio des recettes touristiques réelles et l'Indice Synthétique de Croissance Inclusive (ISCI), démontrant que le tourisme contribue à la croissance inclusive jusqu'à un seuil donné. En outre, la nature bidirectionnelle de cette relation (entre tourisme et croissance inclusive) a été également mise en évidence. This study aims to examine the type of relationship between tourism and inclusive growth in Benin from 1995 to 2021 using as a dependent variable, unlike several studies, the Synthetic Inclusive Growth Index (ISCI). Based on historical data, we carried out estimations using the Vector Error Correction Model (VECM), the Granger causality test and the Error Correction Model (ECM) under STATA 15. The results reveal a significant positive relationship between the ratio of real tourism receipts and the Synthetic Inclusive Growth Index (ISCI), demonstrating that tourism contributes to inclusive growth up to a given threshold. Furthermore, the bidirectional nature of this relationship (between tourism and inclusive growth) was also highlighted

Molecular dynamics study of the hydration of lanthanum(III) and europium(III) including many-body effects

Lanthanides complexes are widely used as contrast agents in magnetic resonance imaging (MRI) and are involved in many fields such as organic synthesis, catalysis, and nuclear waste management. The complexation of the ion by the solvent or an organic ligand and the resulting properties (for example the relaxivity in MRI) are mainly governed by the structure and dynamics of the coordination shells. All of the MD approachs already carried out for the lanthanide(III) hydration failed due to the lack of accurate representation of many-body effects. We present the first molecular dynamics simulation including these effects that accounts for the experimental results from a structural and dynamic (water exchange rate) point of view

Theoretical study of the hydrated Gd3+ ion: Structure, dynamics, and charge transfer

The dynamical processes taking place in the first coordination shells of the gadolinium (III) ion are important for improving the contrast agent efficiency in magnetic-resonance imaging. An extensive study of the gadolinium (III) ion solvated by a water cluster is reported, based on molecular dynamics simulations. The AMOEBA force field [P. Y. Ren and J. W. Ponder, J. Phys. Chem. B 107, 5933 (2003)] that includes many-body polarization effects is used to describe the interactions among water molecules, and is extended here to treat the interactions between them and the gadolinium ion. In this purpose accurate ab initio calculations have been performed on Gd3+-H2O for extracting the relevant parameters. Structural data of the first two coordination shells and some dynamical properties such as the water exchange rate between the first and second coordination shells are compared to available experimental results. We also investigate the charge transfer processes between the ion and its solvent, using a fluctuating charges model fitted to reproduce electronic structure calculations on [Gd(H2O)n]3+ complexes, with n ranging from 1 to 8. Charge transfer is seen to be significant (about one electron) and correlated with the instantaneous coordination of the ion