Revista Ambiente & Água, Volume: 17, Issue: 3, Published: 2022
  • Tannins from cashew tree (Anacardium occidentale) bark as a flocculant for water clarification Articles

    Anjos, Bruna Ferreira dos; Azevêdo, Tatiane Kelly Barbosa de; Silva, Bruna Rafaella Ferreira da; Braga, Renata Martins; Pimenta, Alexandre Santos; Andrade, Francisca Adriana Ferreira De

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A preocupação com a exploração desenfreada dos recursos naturais tem aumentado nas últimas décadas, principalmente envolvendo a água e seu tratamento. Paradoxalmente, uma das fontes de poluição da água é justamente o seu tratamento, devido ao uso de floculantes químicos, que acabam gerando lodos que podem ser altamente agressivos ao meio ambiente. Uma das formas de resolver este problema é utilizar floculantes naturais para esta finalidade, uma vez que são biodegradáveis ​​e não agridem a natureza. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de um floculante natural produzido com taninos extraídos da casca do cajueiro (Anacardium occidentale) e compará-lo com dois coagulantes comerciais, Tanfloc® e cloreto de ferro. A água para tratamento foi coletada de um açude. A casca do cajueiro foi coletada, moída e submetida à extração em água quente para obtenção dos taninos, e o produto da extração foi cationizado. Os testes de floculação foram realizados utilizando-se o jar test com soluções nas concentrações de 33,3, 66,7 e 100 mg L-1. A turbidez e o pH foram analisados ​​antes e após a floculação. Dentre os floculantes avaliados, os taninos cationizados produziram as melhores respostas tanto para remoção de turbidez quanto para pH final da água tratada. O Tanfloc® também apresentou resultados satisfatórios quanto à remoção de turbidez. O cloreto de ferro, além de não clarificar adequadamente a água, a deixou muito ácida. Como os taninos cationizados praticamente não alteraram o pH e foram eficazes na remoção da turbidez, consistem em um produto interessante para o tratamento da água.

    Abstract in English:

    Abstract Concern about the overexploitation of natural resources has increased in recent decades, especially involving water and its treatment. Paradoxically, one of the sources of water pollution is the treatment itself, due to the use of chemical flocculants, which end up generating sludge that may be highly aggressive to the environment. One of the ways to solve this problem is to use natural flocculants for this purpose, since they are biodegradable and do not harm nature. This study evaluated the efficiency of a natural flocculant produced from tannins extracted from the bark of the cashew tree (Anacardium occidentale) and compared it with two commercial coagulants, Tanfloc® and iron chloride. The water for treatment was collected from a weir. The cashew trees’ bark was collected, ground, and submitted to hot-water extraction to yield the tannins, and the extraction product was cationized. The flocculation tests were carried out using the jar test with solutions having concentrations of 33.3, 66.7, and 100 mg L-1. Turbidity and pH were analyzed before and after flocculation. Among the assessed flocculants, the cationized tannins produced the best responses both for removal of turbidity and final pH of the treated water. Tanfloc® also produced satisfactory results regarding turbidity removal. The iron chloride, besides not properly clarifying the water, left it very acidic. Since the cationized tannins practically did not change the pH and were effective in the removal of turbidity, they represent an interesting, sustainable alternative product to treat the water.
  • Gas exchange, growth and quality of guava seedlings under salt stress and salicylic acid Articles

    Xavier, Adnelba Vitória Oliveira; Lima, Geovani Soares de; Gheyi, Hans Raj; Silva, André Alisson Rodrigues da; Soares, Lauriane Almeida dos Anjos; Lacerda, Cassiano Nogueira de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A goiaba é uma fruta de grande aceitação pelos brasileiros e é largamente produzida no Nordeste do Brasil, região com a presença de fontes de água que comumente apresentam elevadas concentrações de sais. Assim, a busca por técnicas que permitam o manejo dessas águas é de extrema importância para expansão da agricultura irrigada. Neste contexto, o ácido salicílico é um fitohormônio que pode contribuir na diminuição dos efeitos do estresse salino nas plantas. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo avaliar o efeito da aplicação foliar de ácido salicílico em diferentes concentrações na mitigação do estresse salino sobre as trocas gasosas, o crescimento e a qualidade de mudas de goiabeira ‘Paluma’. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em Campina Grande - PB, utilizando-se o delineamento de blocos casualizados em arranjo fatorial 5 × 5, sendo cinco níveis de condutividade elétrica da água (0,6; 1,5; 2,4; 3,3 e 4,2 dS m-1) e cinco concentrações de ácido salicílico (0 - Controle; 0,8; 1,6; 2,4 e 3,2 mM), com quatro repetições e duas plantas por parcela. A aplicação foliar de ácido salicílico na concentração de até 1,4 mM reduziu os efeitos deletérios do estresse salino sobre a eficiência instantânea no uso da água das mudas de goiabeira ‘Paluma’ aos 180 dias após o semeio. As concentrações de ácido salicílico aplicadas via foliar não mitigaram os efeitos nocivos da salinidade da água de irrigação sobre o crescimento e a qualidade das mudas de goiabeira ‘Paluma’.

    Abstract in English:

    Abstract Guava is a popular Brazilian fruit that is widely produced in Northeastern Brazil, a region with water sources that commonly have high concentrations of salts. Thus, searching for techniques that allow the management of these waters is extremely important for the expansion of irrigated agriculture. In this context, salicylic acid is a phytohormone that can contribute to reducing the effects of salt stress on plants. Given the above, this study evaluated the effect of foliar application of salicylic acid at different concentrations in the mitigation of salt stress on gas exchange, growth, and quality of 'Paluma' guava seedlings. The experiment was conducted in a greenhouse, in Campina Grande - PB, Brazil, using a randomized block design in a 5 × 5 factorial arrangement, corresponding to five levels of electrical conductivity of water (0.6, 1.5, 2.4, 3.3, and 4.2 dS m-1) and five concentrations of salicylic acid (0 - Control; 0.8, 1.6, 2.4, and 3.2 mM), with four replicates and two plants per plot. Foliar application of salicylic acid at a concentration of up to 1.4 mM reduced the deleterious effects of salt stress on the instantaneous water use efficiency of 'Paluma' guava seedlings at 180 days after sowing. The concentrations of salicylic acid applied via foliar did not mitigate the harmful effects of irrigation water salinity on the growth and quality of 'Paluma' guava seedlings.
  • Sanitary quality of reused water for irrigation in agriculture in Brazil Articles

    Handam, Natasha Berendonk; Silva, Ana Beatriz Loureiro Gonçalves da; Silva, Rodrigo Bezerra da; Moura, Priscila Gonçalves; Carvajal, Elvira; Sotero-Martins, Adriana; Santos, José Augusto Albuquerque dos

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A água de reúso é um recurso proveniente de efluentes tratados e pode ser uma fonte alternativa de água para agricultura. No entanto, é importante a avaliação da sua qualidade para não causar agravos a saúde ambiental e humana. O objetivo foi avaliar a qualidade sanitária (bacteriológica, físicas e químicas) de amostras de água de reúso para irrigação da agricultura, de acordo com padrões estabelecidos em normativas brasileiras e internacional. Foram realizadas análises bacteriológicas, sendo os resultados comparados com a norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR nº 13.969/1997. E foram feitas análises físicas e químicas das amostras de água de reúso, sendo os resultados comparados com os padrões das normativas: Resolução do Conselho Estadual de Meio Ambiente do Ceará nº 2 de 2017; Resolução do Conselho Estadual de Recursos Hídricos da Bahia nº 75 de 2010; e “Guidelines for Water Reuse” from the U.S. Environmental Protection Agency - EPA. As análises bacteriológicas mostraram que as amostras “clorada” e “polida” estavam próprias para agricultura, de acordo com as normativas brasileiras. No entanto a amostra “biológica” estava imprópria para uso, apresentando nível elevado de coliformes termotolerantes (25,800 CFU/mL). Segundo as análises bacteriológicas e físico-químicas apenas a amostra de reúso “polida” estava própria para reúso agrícola. O estudo mostrou a importância da forma de tratamento de água de reúso para qualidade sanitária da água, e isso é fundamental a criação de lei federal de reúso agrícola, a fim de evitar danos à saúde humana e ambiental.

    Abstract in English:

    Abstract Reused water is produced from treated effluents, and can be an alternative source of water for agriculture. However, its quality must be assessed to avoid causing damage to human and environmental health. This study evaluated the sanitary quality (bacteriological and physicochemical) of reused water samples for agricultural irrigation, compared with those described in Brazilian and international regulations. Bacteriological analyses were performed, and the results were compared with the norm of the Brazilian Association of Technical Norms (ABNT) NBR nº 13.969/1997. Physical and chemical analyses of the reused water samples were carried out, and the results were compared with the standards described by regulations: Resolution of the State Council for the Environment of Ceará No. 2 of 2017; Resolution of the Bahia State Water Resources Council No. 75 of 2010; and “Guidelines for Water Reuse” from the U.S. Environmental Protection Agency - EPA. According to Brazilian regulations, bacteriological analyses showed that the "chlorinated" and "polished" samples were suitable for agriculture. However, the “biological" sample was unsuitable for use, and showed a high level of thermotolerant coliforms (25.800 CFU / mL). According to bacteriological and physical-chemical analyses, the “polished” sample was only proper for agriculture irrigation. Therefore, the work suggests the creation of federal law regarding agricultural reuse to control the sanitary quality of water for human and environmental health.
  • O3/UV-type POAs integrated with catalytic material based on scrap iron and mineral clay to degrade 2,4 and 2,6-dinitrotoluene in Red Water Articles

    Walter, Jilvana Bárbara; Tonholi, Francisnara; Rodrigues, Marcio Barreto

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Os compostos nitroaromáticos possuem importante relevância econômica e industrial fazendo parte de diversos insumos como corantes, tintas, agroquímicos e explosivos. Na fabricação do explosivo 2,4,6 trinitrotoluneo (TNT), há a formação de águas residuárias contaminadas de difícil tratamento por conter, dentre outros compostos, elevadas concentrações de 2,4 e 2,6-trinitrotolueno (DNT). Neste trabalho foi estudada a aplicação de Processos oxidativos avançados do tipo O3/UV em integração sequencial com material catalítico a base de escória de ferro metálico (SZVI) e matriz mineral, para o tratamento de um efluente industrial oriundo da indústria de explosivos contaminado com compostos nitroaromáticos. Foram estudados dois tipos de composição de matriz mineral, caulinita (Kau) e pedra pomes em pó (Pum), tendo sido observado, nas condições de melhor eficiência (O3/UV-SZVI/Kau), 100% de remoção tanto dos compostos dinitroaomáticos quanto de ozônio residual. Por outro lado, a foto-ozonização isoladamente, foi capaz de remover apenas parcialmente estes componentes, tendo sido observados 38% de remoção de DNT e 3,2 mg/L de O3 residual, comprovando a importância da integração com a matriz catalítica para um tratamento mais efetivo do efluente em estudo.

    Abstract in English:

    Abstract Nitroaromatic compounds have significant economic and industrial relevance in various inputs such as dyes, inks, agrochemicals, and explosives. In the manufacture of the explosive 2,4,6 trinitrotoluene (TNT), there is the formation of contaminated wastewater that is difficult to treat because it contains, among other compounds, high concentrations of 2,4 and 2,6-trinitrotoluene (DNT). In this work, the application of advanced oxidation processes of the O3/UV type was studied in sequential integration with catalytic material based on metallic iron slag (SZVI) and mineral matrix to treat an industrial effluent from the explosives industry contaminated with compounds nitroaromatics. Two types of mineral matrix composition were studied, kaolinite (Kau) and pumice powder (Pum), having been observed in the conditions of best efficiency (O3/UV-SZVI/Kau) 100% removal of both nitroaromatic compounds and residual ozone. On the other hand, photo-ozonation alone could only partially remove these components, with 38% DNT removal and 3.2 mg/L residual O3 observed, proving the importance of integration with the catalytic matrix for more effective treatment of the studied effluent.
  • Spatio-temporal variability of water quality in Billings Reservoir Central Body - São Paulo, Brazil Articles

    Milz, Beatriz; Aquino, Patricia Oliveira de; Ortega, Jean Carlo Gonçalves; Bitencourt, Ana Luisa Vietti; Nordi, Cristina Souza Freire

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A represa Billings é um reservatório importante para o abastecimento público da região metropolitana de São Paulo, no Brasil, e a captação de água para abastecimento público está localizada no compartimento ambiental Rio Grande. Este artigo tem como objetivo avaliar a qualidade das águas do compartimento ambiental Corpo Central I da represa Billings, que recebe as águas revertidas do poluído rio Pinheiros, em quatro pontos de coleta com contribuição do entorno diferenciada, buscando verificar a influência da sazonalidade nos resultados obtidos e se houve diferença da qualidade da água entre os pontos de coleta. As coletas de água foram realizadas na superfície em quatro pontos, em um perfil longitudinal, contemplando dois períodos (estiagem e chuvoso) distribuídos em seis coletas, entre os anos de 2016 e 2019. As variáveis analisadas foram temperatura, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica, clorofila-a e nutrientes (fósforo e nitrogênio). Os testes de Interação Espaço-Tempo revelaram que as variáveis físico-químicas não variaram devido à interação entre os pontos e períodos de amostragem, mas diversas variáveis variaram significativamente em função do período de amostragem. O resultado do Índice de Estado Trófico evidenciou que as águas do Corpo Central I foram classificadas como Hipereutróficas, destacando a degradação da qualidade das águas neste compartimento. Os resultados desta pesquisa podem subsidiar os gestores públicos na tentativa de minimizar os efeitos da degradação progressiva da qualidade da água deste reservatório.

    Abstract in English:

    Abstract The Billings Reservoir is an important water body for public supply of the Metropolitan Region of São Paulo, Brazil, and water captation for public supply is located in the Rio Grande environmental compartment. This article evaluates the water quality of the environmental compartment Central Body I of the Billings Reservoir, which receives the reversed waters from the polluted Pinheiros River, at four sampling points with different contributions from the surroundings, seeking to verify the influence of seasonality on water quality and whether there was a difference in water quality between the sampling points. Water sampling was carried out on the surface at four points, in a longitudinal profile, covering two periods (dry and rainy) distributed in six samplings between 2016 and 2019. Analyzed variables included temperature, dissolved oxygen, pH, electrical conductivity, chlorophyll-a and nutrients (phosphorus and nitrogen). Space-Time Interaction tests revealed that physicochemical variables did not vary due to the interaction between sampling periods and points, but several variables varied significantly during the sampling period. The results of the Trophic State Index show that waters of Central Body I are classified as Hypereutrophic, highlighting the degradation of water quality in this compartment. This research will better inform public managers and assist their efforts to minimize and mitigate the effects of progressive water quality degradation in this reservoir.
  • Physiographic analysis of the Atibaia River Basin and flood susceptibility mapping in the municipality of Campinas-SP, Brazil Articles

    Garcia, Bruno de Souza; Dourado, Camila da Silva; Avila, Ana Maria Heuminski de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este trabalho teve por objetivo a caracterização e análise dos fatores fisiográficos da bacia do rio Atibaia e sua influência nos processos de enchentes e inundações, além de avaliar a suscetibilidade a eventos de inundação para o município de Campinas, nos anos de 1985 e 2019. Em um primeiro momento, foram utilizadas técnicas de geoprocessamento e índices definidos na literatura a fim de proporcionar uma compreensão abrangente da bacia do rio Atibaia quanto a seus atributos geométricos, de relevo e drenagem e sua influência aos processos de inundação, com o intuito de fornecer suporte à tomada de decisão referente às ações preventivas e mitigadoras dos impactos socioeconômicos e ambientais na região. Em um segundo momento, as características pedogeomorfológicas e de uso e ocupação da terra do município de Campinas foram processadas por meio de técnicas de geoprocessamento e aplicadas ao Processo Analítico Hierárquico com a finalidade de gerar o mapeamento específico do município quanto a sua suscetibilidade a inundações. O mapeamento permitiu conhecer os locais críticos do município de Campinas, elegendo áreas prioritárias às ações e programas governamentais no tocante à gestão urbana e ambiental, podendo orientar ainda a geração de novos estudos na escala de detalhe, com vistas à prevenção e contingência de possíveis impactos decorrentes dos processos de inundação.

    Abstract in English:

    Abstract This study characterized and analyzed the physiographic factors of the Atibaia River Basin and their influence on flooding processes and evaluated the susceptibility to flooding in the municipality of Campinas during the years 1985 and 2019. At first, geoprocessing techniques and indices defined in the literature were used to provide a comprehensive understanding of the Atibaia River Basin regarding its geometric, relief, and drainage attributes and its influence on flooding processes, to provide decision-making support regarding preventive and mitigating actions for the socioeconomic and environmental impacts in the region. The pedogeomorphological characteristics and land use and occupation of Campinas were applied to the Analytic Hierarchy Process using geoprocessing techniques to generate the specific mapping of the municipality’s susceptibility to flooding. The mapping allowed us to identify the critical sites of the municipality of Campinas, choosing priority areas for government action and programs regarding urban and environmental management. It can also guide new studies on the detail scale aiming to prevent and mitigate flooding events.
  • Spatial mapping of annual rainfall in the São Francisco River Basin Articles

    Oliveira, Willian dos Santos; Medeiros, Elias Silva de; Silva, Alessandra Querino da; Oliveira, Luciano Antonio de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A precipitação é um importante objeto de estudo e desempenha um papel importante na dinâmica da distribuição da chuva em uma região. Este estudo teve como objetivo investigar a variação espacial e temporal da precipitação na Bacia do Rio São Francisco (SFRB). Uma série histórica de dados de 1989 a 2018 foi analisada. Uma função aleatória foi decomposta em componentes de tendência e de resíduos para análise de precipitação. Técnicas de interpolação foram utilizadas para analisar o comportamento espacial da precipitação ao longo do tempo, usando mapas de precipitação de alta resolução. Nossos resultados mostraram que o modelo exponencial prevaleceu em quatro períodos. Os resultados também mostraram uma alta variabilidade da precipitação no SFRB e nos permitiu monitorar o comportamento da precipitação ao longo dos anos, bem como nas diferentes sub-regiões da SFRB. Por fim, foram obtidas informações importantes que permitiram, por exemplo, identificar áreas vulneráveis e que sofrem com a falta de chuvas.

    Abstract in English:

    Abstract Precipitation is an important object of study and plays an important role in the dynamics of rainfall distribution in a region. This study investigated the spatial and temporal variation of precipitation in the São Francisco River Basin (SFRB). A historical series of data from 1989 to 2018 was analyzed, and a random function was decomposed into trend and residual components for analysis of precipitation. Interpolation techniques were used to analyze precipitation spatial behavior over time, using high-resolution precipitation maps. Our results showed that the exponential model prevailed in four periods. The findings also showed a high precipitation variability in the SFRB and enabled us to monitor precipitation behavior over the years, as well as in the different sub-regions in SFRB. Finally, important information was obtained, enabling, for instance, the identification of vulnerable areas suffering from lack of rainfall.
  • Decay process of free residual chlorine concentration affected by travel time in water distribution systems Articles

    Oliveira, Luciano de; Reis, Diana Rosa dos; Hoffmann, Nora Katia Saavedra del Aguila

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A cloração é o método mais utilizado para promover a desinfecção da água para consumo humano. Durante a passagem de água clorada em sistemas de abastecimento de água, a concentração de cloro residual livre (CRL) decai, cuja taxa de reação depende das características da água natural. Neste trabalho, foi avaliado a decadência da concentração de residual de cloro livre em dois tipos de água, subterrânea e superficial, com diferentes concentrações de matéria orgânica, sob a perspectiva da influência do tempo de deslocamento da água, dependente dos cenários de consumo nas redes de distribuição, cujos módulos de abastecimento são caracterizados por baixa adensamento populacional e operam sob as condições iniciais de demanda previstas nos projetos. Foi considerado o efeito da temperatura e do carbono orgânico total (COT) sobre os valores das constantes cinéticas de decaimento de massa (kb), utilizadas nos modelos matemáticos que simulam a qualidade da água. Os tempos de viagem nos nós mais críticos e as concentrações mínimas de desinfetante na entrada do módulo de abastecimento para cumprir a legislação foram iguais a 40 horas e 0,27-0,28 mg L-1 para as redes de distribuição do condomínio Vale dos Pássaros e 144 horas e 0,30-0,36 mg L-1 para o condomínio Terras Alphaville.

    Abstract in English:

    Abstract Chlorination is the most widely used method for disinfecting water for human consumption. While the chlorinated water travels through a distribution system, the concentration of free residual chlorine (FRC) declines depending on the natural water characteristics. This study investigated FRC decay in two types of water sources - ground and surface water - with varied concentrations of organic compounds. The travel time variable depended on water consumption patterns of both distribution systems which attend low density populations and their initial project needs. Based on mathematical simulation techniques of water quality models, the study also investigated the effects of water temperature and total organic carbon (TOC) on the kinetic constants (kb) of chlorine decay. Results show that travel time in the most critical locations in the water networks and the minimum disinfectant concentrations required at the entry points were 40 hours and 0.27-0.28 mg L-1 at Vale dos Pássaros housing complex, and 144 hours and 0.30-0.36 mg L-1 at Terras Alphaville housing complex.
Instituto de Pesquisas Ambientais em Bacias Hidrográficas Instituto de Pesquisas Ambientais em Bacias Hidrográficas (IPABHi), Estrada Mun. Dr. José Luis Cembranelli, 5000, Taubaté, SP, Brasil, CEP 12081-010 - Taubaté - SP - Brazil
E-mail: ambi.agua@gmail.com