Resumo em Português:

Resumo O objetivo do trabalho foi regionalizar as vazões máximas (Qmax), mínima (Q95) e média de longa duração (Qltm) da bacia do rio Juruena para fins de planejamento e gestão de recursos hídricos, sobretudo no que se refere aos aspectos relacionados a outorga de direito de uso da água, regularização de vazões e dimensionamento de obras hidráulicas. Para regionalização dessas vazões foi utilizado o método tradicional o qual relaciona as vazões de interesse com as características fisiográficas das sub-bacias por meio de regressão linear e não linear. Conclui-se que: o método tradicional é eficiente para regionalização das vazões Q95, Qltm e Qmax na bacia do rio Juruena; as variáveis explicativas que proporcionam os melhores resultados para regionalização da vazão Q95 e Qltm na bacia do rio Juruena são a área de drenagem, o comprimento total dos cursos de água e a altitude média das sub-bacias. Já para regionalização da Qmax as variáveis explicativas que proporcionam os melhores resultados são a área de drenagem, perímetro e comprimento total dos cursos de água.

Resumo em Inglês:

Abstract This study aimed to regionalize maximum (Qmax), minimum (Q95), and long-term mean (Qltm) streamflows in the Juruena River Basin to further water-resource planning and management, especially regarding water-use grant rights, streamflow regulation, and hydraulic designs. To do that, a traditional method was used, which relates the interest streamflows with sub-basin physiographic parameters by linear and nonlinear regressions. In summary, the traditional method was efficient for regionalization of Q95, Qltm, and Qmax streamflows for the Juruena River Basin. Moreover, the explanatory variables able to provide the best results for regionalization of Q95 and Qltm stream flows are drainage area, total watercourse length, and sub-basin mean altitude. For Qmax regionalization, the best results were provided by explanatory variables like drainage area, perimeter, and total watercourse length.

Resumo em Português:

Resumo A produção de suínos envolve a produção de efluentes líquidos com elevada carga de poluentes. Embora os sistemas biológicos apresnetem eficiência satisfatória para o tratamento destes efluentes eles demandam elevada área para instalação e elevada produção de lodo biológico. Neste sentido, processos oxidativos vêm se apresnetando como uma alternativa para o tratamento de efluentes desta natureza, requerendo menor área e aumentando a eficiência do tratamento. No presente estudo, foi utilizado o processo Fenton assistido com ultrassom no tratamento de efluentes de frigorífico de suínos. Como fonte de ferro, foi empregado prego usado em construção civil. Foi estudado a influência do pH, tempo de contato, massa de prego e concentração de peróxido de hidrogênio na remoção de cor, turbidez, demanda química de oxigênio (DQO) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO5). Foram ainda avaliadas as remoções de nutrientes e óleos e graxas. Os melhores resultados utilizando o processo Fenton assistido por ultrasson foram obtidos em pH 3, concentração de peróxido de hidrogênio 90 mg L-1 e uma unidade de prego (2,7g). Nestas condições foram alcançadas remoção de cor, turbidez, DQO e DBO5 de 98, 98,2, 84,6 e 98%, respectivamente. A redução nos demais parâmetros avaliados foi acima de 70%. Foi ainda avaliada a reutilização do prego, sendo que a atividade catalítica foi mantida acima de 90% até o sexto ciclo de utilização. De forma geral, o processo Fenton assitido por ultrasson e utilizando prego como catalisador apresenta-se como uma alternativa para o tratamento de efluentes de suinocultura. Esta proposta e de tratamento é responsável por elevada remoção de carga orgânica e nutrientes em um tempo inferior ao observado para sistemas biológicos.

Resumo em Inglês:

Abstract Pork production involves the generation of wastewater containing a high pollutant load. Although the biological systems show satisfactory efficiency for the treatment of these effluents, they demand an elevated area for installation and high production of biological sludge. Alternatively, oxidative processes are an alternative for treating such effluents, requiring minor areas and increasing the efficiency of the treatment. We studied the Fenton process assisted with ultrasound for the treatment of swine slaughterhouse wastewater. Nails used in civil construction were used as the iron source. We evaluated the influence of pH, contact time, nail mass, and hydrogen peroxide concentration on color removal, turbidity, chemical oxygen demand (COD) and biochemical oxygen demand (BOD5). The removal of nutrients and oils and greases was also evaluated. The best results using the ultrasound-assisted Fenton process were obtained at pH 3, hydrogen peroxide concentration 90 mg L-1, and a nail unit (2.7g). In these conditions, color, turbidity, COD, and BOD5 removal of 98, 98.2, 84.6, and 98%, respectively, were achieved. The reduction in the other parameters evaluated was above 70%. Catalytic activity maintained above 90% until the sixth cycle of use. In general, the ultrasound-assisted Fenton process using the nail as a catalyst would be an alternative for the treatment of swine slaughterhouse wastewater. This alternative is responsible for the higher removal of organic load and nutrients in a shorter time when compared with biological systems.

Resumo em Português:

Resumo Os agrotóxicos são amplamente utilizados no setor agrícola para o controle e prevenção contra pragas e doenças. O uso desses produtos é capaz de afetar de maneira negativa organismos não-alvos de papel significante no solo, como as minhocas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade da formulação comercial do fungicida Comet® (ingrediente ativo - i.a. piraclostrobina) nas concentrações: 0,08; 0,17; 0,35; 0,70; 1,40 e 2,80 mg da formulação comercial kg-1 solo e do fungicida + inseticida Standak®Top (i.a. piraclostrobina + tiofanato metílico + fipronil) nas concentrações: 0,05; 0,10; 0,20; 0,60; 1,20 e 2,40 mg mg da formulação comercial kg-1 solo, acrescido do tratamento controle, sobre a espécie Eisenia andrei em Solo Artificial Tropical (SAT), por meio de ensaios padronizados. As concentrações dos produtos testados não foram suficientes para causar a letalidade dos organismos. Entretanto, nas primeiras concentrações de ambos os produtos (0,08 e 0,05 mg kg-1 solo) foram observados efeitos de redução nas taxas reprodutivas dos organismos, com valor de CE50 4,51 mg kg-1 solo (< 0,05-20,94) para a formulação comercial do produto de efeito fungicida + inseticida. Os efeitos de redução nas taxas de reprodução podem afetar a perpetuação desses organismos no ecossistema solo à longo prazo, afetando processos importantes como a decomposição de matéria orgânica e ciclagem de nutrientes.

Resumo em Inglês:

Abstract Pesticides are widely used in the agricultural sector to control and prevent pests and diseases. The use of these products can adversely affect non-target organisms that have a significant role in the soil, such as earthworms. This study evaluated the toxicity of the commercial formulation of the fungicide Comet® (active ingredient - a.i. pyraclostrobin) at concentrations of 0.08, 0.17, 0.35, 0.70, 1.40 and 2.80 mg of the commercial formulation kg-1 soil and the fungicide + insecticide Standak®Top (a.i. pyraclostrobin + thiophanate-methyl + fipronil) at concentrations of 0.05, 0.10, 0.20, 0.60, 1.20 and 2.40 mg of the commercial formulation kg-1 soil, plus the control treatment, to Eisenia andrei in Tropical Artificial Soil (TAS) by means of standardized tests.

Resumo em Português:

Resumo Vazões máximas e mínimas são fundamentais para a gestão dos recursos hídricos, especialmente para outorga de uso da água. Entretanto, a falta de monitoramento e a escassez de dados de vazão são fatores limitantes para tais estudos. Para contornar tal dificuldade, uma das ferramentas mais utilizadas é a regionalização de vazões. O objetivo neste estudo foi desenvolver modelos de regionalização para vazões máximas e mínimas de referênciapara a bacia hidrográfica do Rio das Mortes (MRB) (Unidade de Planejamento e Gestão dos Recursos Hídricos - GD2), sul do estado de Minas Gerais. As séries históricas de vazão de longo termo utilizadas foram disponibilizada pela Agência Nacional das Águas (ANA). Uma análise exploratório preliminar foi realizada, bem como a análise da estacionariedade das séries por meio do teste de tendências de Mann-Kendall. As Funções Densidade de Probabilidade (PDFs) com diferentes números de parâmetros foram utilizadas para estimar as vazões mínimas e máximas associadas a diferentes tempos de retorno e a performance foi avaliada por meio do teste de Anderson-Darling. A Generalized Extreme Values e Wakeby foram as distribuições mais apropriadas para vazões máximas e mínimas, respectivamente. O modelo de regressão para vazões foi ajustado utilizando como variável independente a área de drenagem das estações fluviométricas, sendo que os coeficientes de determinação obtidos foram superiores a 0,90. Desta forma, os modelos de regionalização demonstraram uma boa performance e são uma ferramenta potencial para ser utilizada na gestão dos recursos hídricos.

Resumo em Inglês:

Abstract Maximum and minimum streamflow are fundamental for water resource management, especially for water rights. However, lack of monitoring and scarce streamflow data limit such studies. Streamflow regionalization is a useful tool to overcome these limitations. The study developed models for regionalization of the maximum and minimum reference streamflows for the Mortes River Basin (MRB) (Water Resources Planning and Management Unit - GD2), Southern Minas Gerais State. The study used long-term streamflow historical series provided by the Brazilian National Water Agency (ANA). Previous exploratory analysis was performed, and it was observed that the streamflow series are stationary according to the Mann-Kendall test. The estimation of the streamflow for different return periods (RP) was performed by fitting Probability Density Functions (PDFs) that were tested by the Anderson-Darling (AD) test. The Generalized Extreme Values (GEV) and Wakeby were the most appropriate PDFs for maximum and minimum streamflows, respectively. The streamflow models were fitted using a power regression procedure, considering the drainage area of the watersheds as inputs. The fittings reached the coefficient of determination (R2) greater than 0.90. Thus, the streamflow regionalization models demonstrated good performance and are a potential tool to be used for water resource management in the studied basin.

Resumo em Português:

Resumo Carvão ativado é um material que desponta para o uso da adsorção de contaminantes em águas, no entanto seu uso é mais restrito ao carvão vegetal do que ao mineral, principalmente devido ao seu maior custo (~ 40%), uma vez que é um combustível fóssil extraído da terra através da mineração. Assim, o caroço de pêssego, proveniente de rejeitos de indústrias alimentícias, pode ser uma boa alternativa para a remoção de contaminantes em meio aquoso. O objetivo deste estudo foi o desenvolvimento de um carvão ativado de baixo custo proveniente de caroços de pêssego para a remoção de atrazina em meio aquoso. Estudos de caracterização e experimentos em batelada foram realizados para investigar os efeitos de dosagem do carvão, concentração de atrazina, tempo de contato e pH do meio de adsorção, na remoção de atrazina. A partir dos resultados do delineamento experimental, observou-se excelente remoção do analito em condições próximas a do meio ambiente, como pH = 6,5, temperatura ambiente e tempo de agitação de 10 minutos, buscando sempre um menor custo de energia e tempo. A aplicação por sistema de batelada foi sugerida como versátil para aplicação em problemas sazonais, como a contaminação por pesticidas.

Resumo em Inglês:

Abstract Activated carbon is commonly used as a material for contaminant-adsorption processes in aqueous systems. However, its use is more restricted to charcoal than to coal, for the most part, in view of the fact of the higher cost (~ 40%) if the mineral is a fossil fuel which needs to be extracted from the earth by mining. For this reason, the peach stone that comes from alimentary industrial tailings can be a good choice for the separation of pollutants from aqueous suspensions and other soluble substances. The purpose of this research was the development of a low-cost filter, using stones to remove atrazine from water. Appraisal and characterization studies were performed along with batch experiments to investigate dosing effects of the activated carbon, atrazine concentration, contact time, and adsorption pH on removal procedures. From the results of the experiment, an excellent removal of the analyte in question was observed under conditions that can be considered as close as possible to the environment, such as pH = 6.5, room temperature and 10 minutes of agitation time, always choosing the best alternative with the lowest cost of energy and time. Batch system application has been recommended as versatile for utilization in seasonal problems such as pesticide contamination.

Resumo em Português:

Resumo A coleta de afluentes e o manejo de águas pluviais são canalizadas em sistemas distintos, não devendo haver comunicação entre si, pois quando isto acontece é comum identificar alterações nos indicadores de qualidade dos efluentes nas estações de tratamento de esgotos. Deste modo, objetiva-se quantificar as alterações causadas pela chuva no tratamento de esgoto sanitário, os quais utilizam o sistema de lodo ativado. Para uma ETE, localizada no município de Paulista, PE, com capacidade de 400 L s-1, utilizando sistemas de lodos ativados, foram analisadas as alterações, na entrada e na saída do sistema para os: pH, temperatura, DBO e eficiência de tratamento, além da vazão de entrada, entre dias considerados secos e chuvosos. Foi constatado que o volume de entrada é incrementado em média de 25% da vazão de projeto de dimensionamento da estação. Com isto, alguns controles operacionais relevantes foram identificados, como a paralização temporária de estações elevatórias de esgoto, visando manter o pleno funcionamento do sistema, evitando sua sobrecarga. O pH sofre leve aumento na alcalinidade, cerca de 0,3, mas sem interferir no processo de tratamento. Já a temperatura do afluente em dias chuvosos sofre redução de 3 a 5K, dependendo do evento. Utilizando os testes T e Z, foi possível identificar que não houve alterações significativas (uneq. var. t: 1.18 > 0.26 e uneq var. z: 0.71 > 0.48, respectivamente) nas concentrações de DBO, tanto no efluente quanto no afluente, e a eficiência de remoção de carga orgânica foi mantida, ao contrário do que se espera em outros tipos de tratamento mais simples.

Resumo em Inglês:

Abstract Effluent collection and stormwater management make use of different drainage systems, which should remain unconnected with one another. If stormwater drains into sewage collection systems, it often causes changes in effluent quality indicators at sewage treatment plants. This study sought to quantify the changes caused by rain in a Wastewater Treatment Plant (WWTP) located in Paulista, PE, which uses the activated sludge system. Accordingly, changes in pH, temperature, BOD, and treatment efficiency at the inlet and outlet, as well as inlet flow were analyzed on dry and rainy days at the plant, which has a sewage capacity of 400 L s-1. The input volume was found to be greater than the design flow of the station, about 25%. With this, some relevant operational controls were identified, such as temporarily shutting down sewage pumping stations in order to maintain full operation of the system and avoid overload. The pH increases slightly in alkalinity, about 0.3, but this does not interfere with the treatment process. The temperature of the influent on rainy days is about 3 to 5 degrees cooler, depending on the intensity of the event. Using the T and Z tests, it was possible to identify that BOD concentrations in the influent and the effluent were not significantly different (uneq. var. t: 1.18 > 0.26 and uneq var. z: 0.71 > 0.48, respectively), and the organic load removal efficiency was maintained, contrary to what is expected with other, more simple types of treatment.

Resumo em Português:

Resumo Nos últimos anos, muitas publicações têm sido apresentadas por autores de diversos países oferecendo aproximações e utilização do método inverso. No entanto a condição ambiental única e as distintas propriedades dos solos tropicais do Brasil requerem considerações extras e a necessidade de ajuste desses métodos para as condições dos solos tropicais. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivos determinar os parâmetros do modelo de van Genuchten (1980) (θs, θr, α, n) da curva de retenção de água no solo. Assim como determinar o parâmetro (Ks) da curva de condutividade hidráulica no solo através da resolução de um problema inverso aplicando o modelo HYDRUS-2D. A partir de dados de infiltração acumulada coletados no campo por meio de um ensaio de infiltração empregando o infiltrômetro de tensão, e comparar as propriedades hidráulicas determinadas por esses métodos em relação ao método padrão de laboratório. O método inverso conseguiu determinar de forma eficiente às curvas de retenção de água nos solos aqui estudados, não sendo possível a determinação confiável da curva de condutividade hidráulica não saturada.

Resumo em Inglês:

Abstract In the last few years, many studies have been published by authors from several countries offering approximations and use of the inverse method. However, the unique environmental conditions and distinct properties of the tropical soils in Brazil require extra considerations and the need to adjust these methods to tropical soil conditions. Considering the above, this determined the parameters of the van Genuchten (1980) model (θs, θr, α, n) of the water retention curve in the soils. It also determined the parameter (Ks) of the soil’s hydraulic conductivity curve by solving an inverse problem using the HYDRUS-2D model, considering cumulative infiltration data collected in the field by means of an infiltration test using the tension infiltrometer. It then compared the hydraulic properties determined by these methods in relation to the standard laboratory method. The inverse method was able to efficiently determine the water retention curves in the soils here studied; however, it was not possible to reliably determine the unsaturated hydraulic conductivity curve.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito do tempo de detenção hidráulica na remoção da demanda química de oxigênio (DQO) e nitrogênio total (NT) em alagados construídos aerados intermitente. Foram utilizados dois alagados construídos de fluxo subsuperficial horizontal: um sem aeração e outro aerado intermitentemente (1 hora com aeração/7 hora sem aeração). Ambos os sistemas foram avaliados tratando água residuária doméstica sintética. Cada sistema recebeu uma vazão de 8,6 L dia-1, resultando em tempo de detenção de 3 dias. Os resultados mostram que o alagado construído aerado intermitentemente apresentou elevada eficiência na remoção de DQO (98,25%), NT (83,60%) e fósforo total (78,10%), enquanto que o sistema sem aeração apresentou menor eficiência na remoção de DQO (93,89%), NT (48,60%) e fósforo total (58,66%). Esses resultados indicam, portanto, que a aeração intermitente permite a ocorrência simultânea dos processos de nitrificação e desnitrificação, melhorando a remoção de NT em alagados construídos de fluxo subsuperficial horizontal. Além disso, o uso de aeração intermitente também melhora o desempenho de alagados construídos na remoção de DQO e fósforo total.

Resumo em Inglês:

Abstract This study evaluated the effect of hydraulic retention time on chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) removal in an intermittently aerated constructed wetlands. Two horizontal subsurface-flow constructed wetlands were used: one without aeration and the other aerated intermittently (1 hour with aeration/7 hours without aeration). Both systems were evaluated treating domestic wastewater produced synthetically. The flow rate into the two CWs was 8.6 L day-1 having a hydraulic retention time of 3 days. The results show that the intermittently aerated constructed wetland were highly efficient in removing COD (98.25%), TN (83.60%) and total phosphorus (78.10%), while the non-aerated constructed wetland showed lower efficiencies in the removal of COD (93.89%), TN (48.60%) and total phosphorus (58.66). These results indicate, therefore, that intermittent aeration allows the simultaneous occurrence of nitrification and denitrification processes, improving the removal of TN in horizontal subsurface-flow constructed wetlands. In addition, the use of intermittent aeration also improves the performance of constructed wetlands in removing COD and total phosphorus.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo do estudo foi analisar a qualidade da água potável utilizada nas residências em favelas urbanas brasileiras, de acordo com as normas estabelecidas nas legislações Brasileiras. Os parâmetros bacteriológicos (n = 231) e físico-químicos (n = 134) foram analisados, de acordo com Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Os resultados revelaram que a água consumida, em grande parte, excede os límites dos padrões de qualidade de água potável, o que coloca em risco a saúde da população e reforça a urgência das políticas públicas sociais.

Resumo em Inglês:

Abstract The study analyzed the quality of drinking water used in Brazilian urban slum residences according to the standards established in Brazilian regulations. Bacteriological (n=231) and physicochemical parameters (n=134) were analyzed, as the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater establishes. The results revealed that contaminants in the water consumed, for the most part, exceed the limits of drinking water quality standards, putting the population's health at risk and reinforcing the urgency of the need for public policies.

Resumo em Português:

Resumo Córregos de baixa ordem localizados perto de áreas urbanas geralmente recebem águas residuais domésticas, industriais e agrícolas que afetam negativamente a qualidade da água do rio. Além disso, a poluição da água está associada à variações do uso da terra ao redor do rio, caracterizada pela urbanização não planejada, atividades agrícolas intensas e desmatamento. O objetivo deste trabalho foi correlacionar o padrão de uso do solo com a qualidade físico-química e o potencial genotóxico da água em quatro pontos (P1 a P4) ao longo do rio Extrema, localizado em uma área industrial e agrícola do Brasil Central. Análises físico-químicas indicaram que a água coletada no rio Extrema é inadequada para consumo humano. Usando o modelo de Allium cepa, nenhuma evidência de citotoxicidade foi observada em nenhum momento; por outro lado, foi observado o potencial genotóxico dessas amostras de água. A correlação desses resultados com o uso do solo mostrou que a água coletada no P3 foi a mais contaminada; isso é provável devido ao influxo de águas residuais municipais e industriais e de águas residuais das atividades agrícolas. Resultados diferentes foram observados para P2 e P4, onde a análise do uso do solo atribuiu a qualidade da água às queimadas na floresta. Concluímos que diferentes usos do solo alteraram as características da água do rio e que os resultados obtidos pelo teste com A. cepa estavam mais relacionados às características do uso do solo do que aos parâmetros físico-químicos. Este estudo destaca a importância de associar o uso do solo ao potencial citogenotóxico da água.

Resumo em Inglês:

Abstract Low-order streams located near urban areas usually receive domestic, industrial, and agricultural wastewaters that negatively affect river water quality. Additionally, water pollution is associated with land-use variations around the river, which is characterized by unplanned urbanization, intense agricultural activities, and deforestation. This work correlated land-use patterns with physicochemical quality and genotoxic potential of water at four points (P1 to P4) along the Extrema River, located in an industrial and agricultural area of Central Brazil. Physicochemical analyses indicated that the water collected from the Extrema River is inappropriate for human consumption. Using the Allium cepa model, no evidence of cytotoxicity was observed at any point; in contrast, the genotoxic potential of these water samples was observed. The correlation of these results with land use showed that the water collected at P3 was the most contaminated; this is probably due to the inflow of wastewater from municipal, industrial, and agriculture activities. Different results were observed for P2 and P4, where land-use analysis attributed the water quality to forest burns. We concluded that differential use of the land changed the characteristics of the associated river water, and A. cepa parameters were more related to land-use characteristics than to physicochemical parameters. This study highlighted the importance of associating land use with the cyto genotoxic potential of water.

Resumo em Português:

Resumo Os nanossatélites e os CubeSats foram desenvolvidos pela primeira vez para fins educacionais. No entanto, seu baixo custo e curto ciclo de desenvolvimento fizeram com que constelações de nanossatélites se tornassem uma opção acessível para aumentar a frequência de imagens de alta resolução visando o sensoriamento remoto de observação da Terra, requisito fundamental para o estudo e monitoramento de processos dinâmicos. Nesse sentido, embora ainda incipientes, as aplicações de nanossatélites e as missões propostas estão crescendo constantemente em número com aplicações em diferentes campos científicos. Existem várias iniciativas de universidades, agências espaciais e empresas privadas para lançar novas missões de nanossatélites. Essas iniciativas vêm investigando novas tecnologias para melhorar a qualidade das imagens e vêm estudando maneiras de aumentar a frequência de aquisição através do lançamento de grandes constelações de nanossatélites. Até agora, o setor privado está liderando o desenvolvimento de novas missões, cujas propostas envolvem a criação de constelações cujo número varia de 12 a mais de mil nanossatélites. Além disso, novas missões de nanossatélites vem sendo propostas para lidar com aplicações específicas, como desastres naturais, ou para testar melhorias na resolução espacial, temporal e radiométrica de nanossatélites. A combinação, sem precedentes, de alta resolução espacial e temporal oferecida pelas constelações de nanossatélites, associada a esforços de melhoria na qualidade do sensor é promissora e pode representar uma tendência das agências espaciais, universidades e empresas privadas de substituição de grandes satélites por nanossatélites menores e mais baratos. Este artigo relata primeiramente o desenvolvimento e novas missões de nanossatélites. Em seguida, uma sistemática revisão de artigos publicados usando a constelação de maior sucesso (PlanetScope e Doves) é apresentada e os principais trabalhos discutidos.

Resumo em Inglês:

Abstract Nanosatellites and CubeSats were first developed for educational purposes. However, their low cost and short development cycle made nanosatellite constellations an affordable option for observing the Earth by remote sensing, increasing the frequency of high-resolution imagery, which is fundamental for studying and monitoring dynamic processes. In this sense, although still incipient, nanosatellite applications and proposed Earth observation missions are steadily growing in number and scientific fields. There are several initiatives from universities, space agencies and private companies to launch new nanosatellite missions. These initiatives are actively investigating new technologies to improve image quality and studying ways to increase acquisition frequency through the launch of larger constellations. So far, the private sector is leading the development of new missions, with proposals ranging from 12 to more than one thousand nanosatellite constellations. Furthermore, new nanosatellite missions have been proposed to tackle specific applications, such as natural disasters, or to test improvements on nanosatellite spatial, temporal and radiometric resolution. The unprecedented combination of high spatial and temporal resolution from nanosatellite constellations associated with improvement efforts in sensor quality is promising and may represent a trend to replace the era of large satellites for smaller and cheaper nanosatellites. This article first reports on the development and new nanosatellite missions of space agencies, universities and private companies. Then a systematic review of published articles using the most successful private constellation (PlanetScope and Doves) is presented and the principal papers are discussed.

Resumo em Português:

Resumo O abastecimento público da região metropolitana do Rio de Janeiro é bastante dependente da transposição do rio Paraíba do Sul: 70% de suas águas são desviadas para o rio Piraí e através de uma série de reservatórios, descarregadas no rio Guandu. Neste trajeto ocorre a exposição a diversas fontes de poluição, o que coloca a qualidade da “água bruta” da Estação de Tratamento de Águas do Guandu (ETA) sob grande vulnerabilidade. O intuito do trabalho foi analisar o potencial citogenotóxico de águas coletadas em quatro diferentes pontos do rio Piraí, a jusante da transposição, utilizando o sistema teste de Allium cepa. As coletas foram realizadas em duas épocas distintas, uma no período de estiagem e outra no período chuvoso. Todos os pontos estudados apresentaram algum nível de citogenotoxicidade, com a presença de nucléolos grandes, nucléolos múltiplos, brotos nucleares, cromossomos em atraso, aderência cromossômica, células com cariorréxe, retrações citoplasmáticas e alterações no índice mitótico. As amostras coletadas durante a estação seca apresentaram um número maior de alterações indicando que o potencial citogenotóxico varia em função do tempo, dependendo do aumento da emissão de efluentes contaminados. Os resultados obtidos aliados aos dados do Instituto Estadual do Ambiente (INEA) no mesmo período, ressaltam a importância de serviços de monitoramento, saneamento, tratamento de esgoto e que a presença de poluentes não só inviabiliza a tratabilidade da água, mas traz riscos reais aos organismos de diferentes níveis tróficos, incluindo o homem.

Resumo em Inglês:

Abstract The public water supply of the Rio de Janeiro metropolitan region is highly dependent on transposition from the Paraíba do Sul River: 70% of the water is diverted to the Piraí River and then passes through a series of other rivers and reservoirs, finally discharging in the Guandu River. During this path, the water is exposed to many sources of pollution. This makes the quality of the raw water that reaches the Guandu Treatment Station (WTS) highly vulnerable. This article reports the analysis of the cytogenotoxic potential of water samples collected at four different points along the Piraí River downstream from the transposition point, utilizing the Allium cepa test system. The samples were collected in two periods, the dry and wet seasons. The water at all four collection points presented some level of cytogenotoxicity, with the presence in the test cells of large nucleoli, multiple nucleoli, nuclear buds, lagging chromosomes, sticky chromosomes, karyorrhexis, cytoplasmic shrinkage and changes of the mitotic index. The samples collected during the dry season had a larger number of cells with alterations, indicating that the cytogenotoxic potential varies in function of the time of year, depending on the volume of contaminated effluents. The results obtained along with data from the Rio de Janeiro State Environmental Institute (INEA) for the same period reveal the importance of monitoring along with proper sanitation and sewage treatment, and that the presence of pollutants not only hampers water treatment, but also poses risks to organisms at different trophic levels, including humans.

Resumo em Português:

Resumo A necessidade de investigar métodos para facilitar a correta disposição de resíduos com alto teor de água faz-se eminente frente ao cenário de degradação dos corpos d’água. Nesse contexto, o uso de Sistemas Confinante em Geotêxteis (SCG) têm se mostrado promissor no desaguamento de uma variedade de sedimentos com alto teor de água, objetivando reduzir seu volume final, encapsulando as partículas e permitindo a drenagem do fluido. Especialmente em Estações de Tratamento de Água, os geotêxteis empregados nesses sistemas tem boa resistência à tração e rigidez para suportar solicitações mecânicas; e propriedades hidráulicas que garantem boa drenagem. Nessas aplicações, o elemento geotêxtil deve garantir o confinamento dos resíduos e a retenção de algumas partículas que formarão a torta de filtro, elemento que controlará as condições internas de fluxo. O presente trabalho investigou como pequenas porções de areia influenciam a retenção de partículas finas. A lama utilizado consistiu de uma mistura de água filtrada com duas frações bem definidas de quartzo moído: FG, um silte e CG, uma areia fina. Os resultados mostram que pequenas quantidades de areia conseguem iniciar a formação de pré-filtro, mesmo que o diâmetro máximo das partículas finas seja menor que o tamanho da abertura de filtração do geotêxtil. Os resultados indicam que a eficiência da retenção aumenta gradualmente à medida que CG aumenta na solução, até uma fração de CG próxima a 14%, o que representa apenas 0,7% da solução total. O aumento na retenção de partículas foi diretamente proporcional ao aumento da fração GC até atingir a eficiência de filtração de aproximadamente 72%, onde se estabiliza.

Resumo em Inglês:

Abstract The need to investigate viable methods to facilitate correct disposal of high-water content waste is immediate in the scenario of water source degradation. In this context, Closed Geotextile Systems (CGS) have shown promise for dewatering a variety of high water-content sediments, aiming to reduce the waste final volume, encapsulating particles, and at the same time allowing fluid drainage. Especially in Water Treatment Plants, the geotextiles generally employed in these systems have good tensile strength and rigidity to support mechanical solicitations and hydraulic properties that warrant good drainage conditions. In these applications, the geotextile element should assure the waste confinement and retention of some particles that will form a filter cake which will control internal flow conditions. The present work investigated how small portions of sand influence fine-particle retention. The sludge used consisted of a mixture of filtered water with two well-defined fractions of ground quartz: FG, a silt and CG, a fine sand. The results show that small amounts of sand are capable of leading to the formation of a pre-filter, even if the maximum diameter of the fine particles is much less than the geotextile filtration opening size. The test results indicate that the retention efficiency gradually increases as CG increases in the solution, up to a fraction of CG close to 14%, which represents only 0.7% of the total solution mass. The increase in particle retention was directly proportional to the increase in the GC fraction until reaching the filtration efficiency of approximately 72% where it stabilizes.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo do presente estudo é simular transformações dos compostos de nitrogênio em rios com incorporação da análise de incerteza conduzida pelo Método de Monte Carlo. A área de estudo considerada foi o trecho final do Rio Piracicaba, importante afluente do Rio Doce no território mineiro. A análise de incerteza conduzida envolveu gerações aleatórias de variáveis hidrodinâmicas, condições iniciais de qualidade de água e constantes cinéticas. A adoção de diferentes coeficientes de variação nas gerações aleatórias das constantes cinéticas que regulam o decaimento do nitrogênio orgânico não influenciou de maneira significativa os valores extremos das concentrações máximas de nitrogênio orgânico ou nitrogênio amoniacal. Nas simulações conduzidas, concentrações máximas de nitrogênio orgânico que se situaram mais frequentemente entre 0,20 mg.L-1 e 0,22 mg.L-1 (42%), de nitrogênio amoniacal entre 0,28 mg.L-1 e 0,30 mg.L-1 (30%), de nitrito entre 0,05 mg.L-1 e 0,07 mg.L-1 (49%) e de nitrato entre 0,46 mg.L-1 e 0,50 mg.L-1 (37%). As concentrações máximas estimadas para nitrogênio amoniacal, nitrito e nitrato não superaram os padrões de qualidade ambiental estabelecidos pela Resolução CONOMA no 357/2005 para cursos d’água classe 2. Gerações aleatórias das constantes cinéticas que regularam o decaimento do nitrogênio amoniacal e do nitrito, considerando coeficientes de variação iguais ou superiores a 50%, produziram alterações relevantes nos valores e formas dos histogramas de frequência das concentrações máximas de nitrogênio amoniacal, nitrito e nitrato. Em determinadas simulações, foi observada, também, inibição da produção das formas mais oxidadas de nitrogênio.

Resumo em Inglês:

Abstract This study simulated nitrogen-compound concentration changes in rivers, taking into account uncertainty analysis carried out by the Monte Carlo Method. The study area is the final stretch of the Piracicaba River, located in Minas Gerais, Brazil, which is an important Doce River tributary. The uncertainty analysis took into account random generation of hydrodynamic variables, initial water quality conditions and kinetic constants. Different variation percentages for the organic nitrogen decay kinetic constants random generation did not influence considerably the ammonia or organic nitrogen maximum concentration extreme values. In the simulations, maximum organic nitrogen concentrations were most frequently between 0.20 mg.L-1 and 0.22 mg.L-1 (42%), maximum ammonia nitrogen between 0.28 mg.L-1 and 0.30 mg.L-1 (30%), maximum nitrite between 0.05 mg.L-1 and 0.07 mg.L-1 (49%) and maximum nitrate between 0.46 mg.L-1 and 0.50 mg.L-1 (37%). Estimated maximum concentrations for ammonia nitrogen, nitrite and nitrate did not exceed the environmental quality standards established by Brazilian CONAMA Resolution 357/2005 for Class 2 watercourses. Random generation of kinetic constants that regulate ammonia and nitrite decay produced significant ammonia nitrogen, nitrite, and nitrate peak concentrations value frequencies, histograms and forms changes, when considering variation percentages equal to or greater than 50%. Some simulation results showed more inhibition of oxidized nitrogen forms production.

Resumo em Português:

Resumo O consumo de água não potável é um relevante problema de saúde pública devido à possibilidade de veiculação de inúmeros contaminantes químicos e microbiológicos. Em 2005, o Ministério da Saúde Brasileiro criou o Programa Nacional de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano (VIGIAGUA), com a finalidade primordial de gerenciar riscos relacionados ao fornecimento de água a populações humanas no território brasileiro. Entretanto, o VIGIAGUA não possui uma metodologia capaz de caracterizar ou gerenciar riscos. O objetivo desta pesquisa é criar um modelo de trabalho para transformar dados brutos em dados conceituais relacionados aos níveis de risco classificados em baixo, médio e alto. Os dados utilizados na aplicação do modelo foram obtidos de um município com menos de 10 mil habitantes, adscrito à gerência Regional de Saúde de Itabira, cujo histórico de contaminação da água é alarmante. Foram coletadas 12 amostras/mês entre maio de 2017 e abril de 2018. Os resultados das análises de água tratada foram classificados segundo a presença de perigos e categorizados em níveis de risco. Os resultados apresentaram 83,3% de contaminação por coliformes totais na saída do tratamento e 91,6% na rede de distribuição. A contaminação por Escherichia coli foi de 16,7% nas amostras da saída do tratamento e 45,2% na rede de distribuição. O sistema foi categorizado em “Alto Risco”. A análise de amostras de água não tratada foi realizada com a finalidade de conhecer o padrão de contaminação da água bruta da região, resultando em 100% de contaminação por coliformes totais e 97,2% de contaminação por E. coli.

Resumo em Inglês:

Abstract Consumption of non-potable water is a relevant public health problem due to the possibility of transporting numerous chemical and microbiological contaminants. In 2005, the Brazilian Ministry of Health created the National Program of Surveillance in Environmental Health related to the Quality of Water for Human Consumption (VIGIAGUA), with the primary purpose of managing risks related to water supply to human populations in Brazilian territory. However, VIGIAGUA does not have a methodology capable of characterizing or managing risks. The objective of this research is to create a working model to transform raw data into conceptual data related to low-, medium- and high-risk levels. The data used in the application of the model were obtained through the analyses of water-quality surveillance conducted by the Regional Health Management of Itabira, a municipality with less than 10 thousand inhabitants, whose history of water contamination is alarming. Twelve samples/month were collected between May 2017 and April 2018. The results of the treated water analyses were classified according to the presence of hazards and categorized into risk levels. The results showed 83.3% contamination by total coliforms at the treatment plant and 91.6% in the distribution system. The Escherichia coli contamination was 16.7% in the treatment plant samples and 45.2% in the distribution system. The system was categorized as "High Risk". The analysis of untreated water samples was carried out for the purpose of knowing the contamination pattern of the raw water of the region, finding 100% contamination by total coliforms and 97.2% contamination by E. coli.

Resumo em Português:

Resumo O presente trabalho teve como objetivo estudar a melhor composição do meio de fermentação para máxima produção de lactase por Saccharomyces fragilis IZ 275 usando diferentes fontes de carbono incluindo o soro de queijo em pó reconstituído. Primeiramente, um delineamento fatorial 24 foi aplicado para verificar dentre as variáveis estudadas as que apresentavam efeito significativo. Logo após, foi aplicado um delineamento de máxima inclinação ascendente e máxima inclinação descendente para obter a máxima atividade. Para otimizar o meio de fermentação, foi então, realizado um delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 24. Foi observado que o soro de queijo, um subproduto da indústria de lacticínios, e altamente poluidor para o meio ambiente, pode ser empregado como excelente meio de fermentação por leveduras, dentro do conceito de bioeconomia com valor agregado. O emprego da metodologia é uma ferramenta eficiente para otimizar o processo de produção da β-galactosidase. No meio de fermentação otimizado, a máxima produção de β-galactosidase (54,68 U/mL) por S. fragilis IZ 275 é obtida com 14 g/L sacarose, 17,7 g/L soro de queijo em pó reconstituído, 5,14 g/L extrato de levedura e 8,85 g/L peptona.

Resumo em Inglês:

Abstract This study sought to create a better fermentation medium to maximize lactase production by Saccharomyces fragilis IZ 275 using different carbon sources, including reconstituted powdered cheese whey. A factorial design 24 was applied to evaluate the significant effects of variables which compose the fermentation medium. Then, a steepest descent-ascent design was applied to obtain the maximum activity. A Rotational Central Composite Design (RCCD) 24 was made to optimize the fermentation medium. We verified that the cheese whey, a by-product of the dairy industry, can be employed as an excellent fermentation medium by yeast, within the bioeconomy concept and used by the dairy industry as product with additional value. The employed methodology is an efficient tool in the optimization process for β-galactosidase production. In the optimized fermentation medium, the maximum production of β-galactosidase (54.68 U/mL) by S. fragilis IZ 275 is obtained with 14 g/L sucrose, 17.7 g/L reconstituted powdered cheese whey, 5.14 g/L yeast extract and 8.85 g/L peptone.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo do presente trabalho foi avaliar a degradação do corante azul de bromotimol em dispositivo Venturi empregando processo combinado: cavitação hidrodinâmica e peróxido de hidrogênio. O Planejamento Composto Central (PCC) foi utilizado para otimizar as variáveis; pressão, tempo de reação e proporção molar de peróxido de hidrogênio. Foram avaliadas as eficiências de degradação a partir das análises da Demanda Química de Oxigênio (COD) e a remoção de cor antes e após o tratamento no Venturi. Obteve-se a condição de remoção máxima de COD (93.42%) e cor (93.28%) para pressão de entrada de 4.0 bar, com tempo de tratamento de 25 minutos e proporção molar de H2O2 e efluente (corante) de 30:1. O sistema de cavitação hidrodinâmica, combinado com peróxido de hidrogênio, tem grande potencial para remover compostos orgânicos de difícil degradação (inércia química).

Resumo em Inglês:

Abstract This study assessed the degradation of bromothymol blue in a Venturi device based on a hybrid process that combines hydrodynamic cavitation (HC) and hydrogen peroxide (H2O2). A Rotatable Central Composite Design (RCCD) was used to optimize the following variables: pressure, reaction time and molar ratio of hydrogen peroxide. Degradation efficiencies were evaluated based on Chemical Oxygen Demand (COD) and color removals before and after Venturi treatment. Maximum COD (93.42%) and color (93.28%) removals were observed at 4.0 bar inlet pressure, at a treatment time of 25 minutes and at H2O2/effluent (dye) molar ratio of 30:1. The hydrodynamic cavitation/hydrogen peroxide system has great potential to remove normally recalcitrant organic pollutants.

Resumo em Português:

Resumo A composição química da chuva é influenciada por fatores naturais ou antropogênicos, sendo a quantidade de nutrientes resultante da multiplicação de sua concentração pela quantidade precipitada. O objetivo do presente trabalho foi estimar: a quantidade de nutrientes aportada pela precipitação no bioma Pampa, a variação sazonal da composição química da água da chuva, a origem dos nutrientes encontrados na água. Os coletores de precipitação foram instalados em área aberta e quinzenalmente, durante 2 anos, os volumes foram aferidos e as amostras analisadas quimicamente. A concentração de nutrientes na água da chuva aumentou no inverno, porém, devido às menores precipitações, a deposição total foi semelhante às demais estações do ano. A análise que utiliza o coeficiente de Pearson mostra correlação negativa entre volume de chuva e conteúdo de íons, indicando o efeito de diluição. A quantidade total de nutrientes na precipitação incidente durante o estudo foi de 72,7 kg ha-1, representando uma média de 36,3 kg ha-1 ano-1. Os íons Ca2+ e K+ são predominantemente de origem litólica, enquanto os íons SO4 2- e NO3- de origem antropogênica. O equilíbrio entre a soma dos cátions pela soma dos ânions mostrou-se unitário, indicando excelente validação dos dados. A entrada desses nutrientes ocorre gradualmente, evitando perdas excessivas, aumentando o estoque no solo.

Resumo em Inglês:

Abstract The chemical composition of rainfall is influenced by natural or anthropogenic factors; the amount of nutrients deposited is increased by the amount of rainfall. This work sought to estimate the amount of nutrients deposited by precipitation in the Pampa biome, the seasonal variation of the chemical composition of rain water, and the origin of nutrients found in the water. Precipitation collectors were installed in the open area to measure precipitation volumes biweekly over 2 years, and the samples were chemically analyzed. Concentrations of nutrients in the rain water increased over winter; however, since there was less precipitation, the total deposition was similar to the other seasons. Correlation analysis using the Pearson coefficient showed a negative correlation between rain volume and ion contents, indicating a dilution effect. The total amount of nutrients from precipitation during the study was 72.7 kg ha-1, representing an average of 36.3 kg ha-1 year-1. The Ca2+ and K+ ions are predominantly of litholical origin, whereas the SO4 2- and NO3 - ions were of anthropogenic origin. The balance between the sum of cations and the sum of anions was shown to be unitary, indicating excellent data validation. The input of these nutrients occurs gradually, avoiding excessive losses, increasing the stock in the soil.