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Revista Ambiente & Água, Volume: 17, Issue: 6, Published: 2022
  • Effects of local land use on riparian vegetation, water quality, and in situ toxicity Articles

    Melo, Milena Perez de; Crispim, Bruno do Amaral; Viana, Lucilene Finoto; Lima, Nathalya Alice de; Melo, Elaine Silva de Pádua; Nascimento, Valter Aragão do; Barufatti, Alexeia

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A conversão de floresta ripária em áreas agrícolas resulta na perda da qualidade da água e da saúde da biota aquática. Assim, os objetivos deste estudo foram determinar a proporção de uso do solo com ênfase no tipo de cobertura vegetal; avaliar os parâmetros limnológicos e a concentração de elementos inorgânicos na água do córrego São José na Bacia do Rio Dourados, Mato Grosso do Sul, Brasil; correlacionar o uso do solo com as concentrações de elementos inorgânicos na água; e avaliar o risco para preservação da biota aquática e efeito tóxico in situ em Astyanax lacustris. Amostras de água do córrego São José foram coletadas em 2020 e avaliado o uso do solo com imagens aéreas de alta resolução. Os elementos inorgânicos nas amostras de água foram quantificados por espectrofotometria de emissão óptica de plasma indutivamente acoplado. No entorno do córrego São José, observou-se a redução da floresta ripária com proporção de 16,32% da área e a predominância de áreas agrícolas com 75,06%. As concentrações de oxigênio dissolvido (1,500 mg L-1) e P (> 0,235 mg L-1) apresentaram valores em desacordo com a legislação nacional. Além disso, Al e P indicaram riscos quanto à conservação da biota aquática (quociente de risco >1). A avaliação in situ de A. lacustris também revelou toxicidade na água. Os resultados indicaram desequilíbrio ambiental no córrego São José e, portanto, requerem medidas mitigadoras para sua recuperação e o uso sustentável de seus recursos.

    Abstract in English:

    Abstract The conversion of riparian forests into agricultural land results in the loss of water quality and aquatic biota health. The objectives of this study were therefore to determine the proportion of land use with emphasis on the type of vegetation cover; evaluate the limnological parameters and concentration of inorganic elements in the water of the São José stream in the Dourados River Basin, Mato Grosso do Sul, Brazil; correlate land use with the concentrations of inorganic elements in water; and evaluate the risk to preservation aquatic biota and in situ toxic effect on Astyanax lacustris. We collected samples from the São José Stream in 2020 and evaluated land use with high resolution aerial images. The inorganic elements in water samples were quantified using inductively coupled plasma optical emission spectrometry. In the surroundings of the São José stream, a reduction in riparian forest was observed with a proportion of only 16.32% of the area and the predominance of agricultural areas with 75.06%. The concentrations of dissolved oxygen (1.510 mg L-1) and P (> 0.235 mg L-1) in the water did not comply with the national legislation. In addition, Al and P indicated risks regarding the conservation of aquatic biota (risk quotient >1). The in situ evaluation of A. lacustris also revealed toxicity in the water. The results indicate environmental imbalance in the São José stream, requiring mitigation measures for its restoration and the sustainable use of its resources.
  • Combination of catalytic ozonation and fungal bioremediation for treatment from effluent from the laminate production industry Articles

    Scherer, Claudio Eduardo; Barreto-Rodrigues, Marcio

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Este estudo foi voltado a caracterização e avaliação do potencial da combinação de estratégias de tratamento para a remoção de compostos fenólicos, cor e ecoxicidade de um efluente gerado por uma indústria madeireira de Produção de Laminados. A caracterização de uma amostra do efluente gerado pelo processo de laminação de pinus coletada em uma indústria da região Sudoeste do estado do Paraná confirmou o potencial impactante do efluente, com destaque para o elevado teor de compostos fenólicos (1.530 ±50 mg/L), cor (2.159 ±30 unidades), significativa toxicidade aguda (63% de mortalidade de microcrustáceos Artemia. salina) e baixa biodegradabilidade (DBO5 /DQO=0,53) podendo, se eventualmente lançado em corpos receptores, causar irreversíveis e deletérios efeitos a microbiota aquática. Os processos de tratamento estudados neste trabalho envolveram ozonização catalítica mediada por material catalítico ferroso baseado em carepas de aço e processo biológico com fungos Pleurotus florida, avaliados de forma individual e integrados da sequinte forma: Ozonização catalítica>>processo biológico e vice-versa. Os melhores resultados foram obtidos pela aplicação da sequência “ozonização catalítica>>processo biológico”, que resultou em reduções de 96,2% em concentrações de lignina solúvel, 93,3% nas unidades de cor e mais de 99% na redução de fenóis totais, além de baixa taxa de mortalidade de A. salina (≈10%). No processo integrado, a aplicação da ozonização catalítica antes do processo biológico apresenta maiores vantagens em razão do processo de pré-decomposição de compostos recalcitrantes pela ação química da ozonização catalítica, que pode converter estes compostos em biodegradáveis, facilitando a ação do processo biológico para a remediação do efluente estudado.

    Abstract in English:

    Abstract This study characterized and evaluated the potential of a combination of treatment strategies for the removal of phenolic compounds, color, and ecotoxicity of an effluent generated by a laminated wood industry. The characterization of a sample of the effluent generated by the pine lamination process collected in an industry in the Southwest region of the state of Paraná confirmed the potential impact of the effluent, with emphasis on the high content of phenolic compounds (1,530 ±50 mg/L), color (2,159 ±30 units), significant acute toxicity (63% mortality of microcrustaceans Artemia salina) and low biodegradability (BOD/COD=0.53), which, if eventually released into receiving bodies, can cause irreversible and harmful effects to the aquatic microbiota. The treatment processes studied in this work involved catalytic ozonation mediated by ferrous catalytic material based on steel scale and biological process with Pleurotus Florida fungi, evaluated in an individual way and sequentially integrated as follows: Catalytic ozonation>>biological process and vice-versa. The best results were obtained by applying the sequence "catalytic ozonation>>biological process", which resulted in reductions of 96.2% in soluble lignin concentrations, 93.3% in color units and more than 99% reduction in total phenols, in addition to a low mortality rate of A. salina (≈10%). In the integrated process, the application of catalytic ozonation before the biological process presents greater advantages because of the pre-decomposition process of recalcitrant compounds by the chemical action of catalytic ozonation, which can convert these compounds into biodegradable, facilitating the action of the biological process for the remediation of the effluent.
  • The role of the artificial ponds for the conservation of mammals in the state of Santa Catarina Articles

    Carbonera, Mirian; Loponte, Daniel; Schneider, Bruna

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O homem tem modificado profundamente a região abrangida pela bacia do alto rio Uruguai. As planícies deste rio e as partes baixas dos morros têm sido modificadas para a produção agrícola, deixando pequenas parcelas de mata natural, principalmente nas partes altas dos morros, onde se refugia a vida silvestre. Estes setores menos modificados, geralmente, carecem de água, fazendo com que a fauna se desloque até o fundo dos vales para beber. Contudo, existem diferentes obstáculos entre os morros e os rios e córregos, que impedem o acesso diário da fauna aos cursos d’ água, por isso acabam bebendo dos reservatórios artificiais presentes nos estabelecimentos agrícolas, o que se expressa nos altos valores de δ18O observados na bioapatita óssea dos mamíferos selvagens locais. Estes dados destacam a importância dos reservatórios artificiais distribuídos na paisagem agrícola de Santa Catarina, para a preservação da vida silvestre, bem como a importância que tem a vigilância sanitária para prevenir a transmissão de enfermidades dos animais domesticados na vida silvestre.

    Abstract in English:

    Abstract Man has profoundly modified the upper valley of the Uruguay River and its basin. The plains of these valleys and the lower areas of the hills have been modified for agricultural production, leaving small patches of wild forest on the tops of the hills, where wildlife takes refuge. These less modified sectors generally lack water. Therefore, the wild mammals must descend to the bottom of the valleys to drink. However, there are numerous fence lines between the hills and the rivers and streams which prevent the fauna access to these watercourses, so they ingest water from artificial ponds present in the agricultural establishments instead, which is reflected in the high values of δ18O observed in the bone bioapatite of local wild mammals. This finding highlights the importance of artificial reservoirs distributed in the agricultural landscape of Santa Catarina for the preservation of wildlife and the importance of their sanitary monitoring to prevent the transmission of diseases from livestock to wildlife.
  • A simple system for ozone application in domestic sewage for agricultural reuse Articles

    Voltolini, Lisiana Crivelenti; Bastos, Reinaldo Gaspar; Souza, Claudinei Fonseca

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O crescente aumento da demanda por água na produção de alimentos aponta as necessidades de se buscar fontes alternativas de abastecimento. O esgoto doméstico tratado é uma maneira de mitigar este problema, entretanto, para que possa ser utilizado na agricultura, é necessário adequá-lo às exigências legislativas. O uso do ozônio na desinfecção de efluentes domésticos vem sendo utilizado devido ao seu caráter fortemente oxidante, permitindo o ajuste de seus parâmetros ao reúso agrícola. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade sanitária e agrícola do efluente doméstico tratado com ozônio. O experimento foi realizado em bancadas de laboratório no qual foram aplicadas as dosagens: 0; 8; 15; 30; 45; e 60 mg L-1 de ozônio. O tempo de aplicação, para cada dosagem foi, respectivamente, em segundos: 0; 14; 27; 54; 81; e 108. Foram avaliados parâmetros microbiológicos, físicos e químicos: coliformes totais, Escherichia coli, pH, turbidez, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, carbono orgânico total, nitrogênio total, fósforo total, potássio, magnésio, cálcio e sódio. A ozonização não alterou significativamente as propriedades físicas e a composição química da água residuária, indicando importante vantagem em termos de potencial reúso agrícola. Entretanto, a contagem de E. coli não foi reduzida suficientemente para que o efluente possa ser utilizado na agricultura. Os resultados indicam a importância da investigação dos efeitos do ozônio na eficiência do tratamento de esgoto, buscando o entendimento das interações com o intuito de identificar dosagens e tempo de exposição ideais para tornar as águas residuárias seguras ao reúso agrícola.

    Abstract in English:

    Abstract The increasing demand for water in food production highlights the need to seek alternative sources of supply. Treated domestic sewage is a way to mitigate this problem, but it must comply with legislation to be used safely in agriculture. Ozone has been used for disinfection of domestic effluents due to its strong oxidizing character, allowing the adjustment of its parameters for agricultural reuse. This study therefore aimed to evaluate the sanitary and agricultural viability of domestic effluent treated with ozone. The experiment was carried out on laboratory benchtops and doses of 0, 8, 15, 30, 45, and 60 mg L−1 of ozone were applied. The application time for each dose was 0, 14, 27, 54, 81, and 108 seconds, respectively. Microbiological, physical, and chemical parameters were evaluated: total coliforms, Escherichia coli, pH, turbidity, dissolved oxygen, electrical conductivity, total organic carbon, total nitrogen, total phosphorus, potassium, magnesium, calcium, and sodium. Ozonation did not significantly alter the physical and chemical composition of wastewater, indicating an important advantage in terms of potential agricultural reuse. However, the pathogenic load of E. coli was not reduced enough for the effluent to be used in agriculture. The results suggest an investigation of the effects of ozone on the efficiency of sewage treatment, seeking to understand these interactions to identify ideal doses and exposure time, making wastewater safe for agricultural reuse.
  • Physiological responses of the beet crop under agricultural environment and saline stress Articles

    Oliveira, Francisco Rafael de; Sousa, Geocleber Gomes de; Sousa, José Thomas Machado de; Leite, Kelly Nascimento; Guilherme, José Marcelo da Silva; Nogueira, Rafaella da Silva

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Os efeitos deletérios dos sais nas plantas expostas a altas radiações solares tendem a ser mais acelerados em razão do aumento de íons tóxicos na parte aérea vegetal, consequentemente, os processos fisiológicos e bioquímicos serão afetados. No entanto, esses efeitos podem ser minimizados com a utilização de estratégias de manejo, como o uso de tela de sombreamento e ambiente protegido. Nesse sentindo, objetivou-se avaliar as repostas fisiológicas da cultura da beterraba cultivada em diferentes ambientes e irrigada com águas salinas. O experimento foi conduzido em delineamento experimental inteiramente casualizado, fazendo uso do esquema fatorial 3 × 2, equivalente a três ambientes (PS = pleno sol; TS = telado de sombreamento aberto nas laterais e AP = ambiente protegido) e duas condutividades elétricas da água de irrigação (0,5 e 6,2 dS m-1), com quatro repetições. Aos 45 dias após a semeadura (DAS) foram analisadas as seguintes variáveis: condutância estomática, fotossíntese liquida, transpiração, concentração interna de CO2, temperatura foliar, eficiência instantânea no uso da água, eficiência da carboxilação instantânea, eficiência intrínseca do uso da água e índice relativo de clorofila. A irrigação com água de maior salinidade afetou negativamente a condutância estomática, a fotossíntese liquida, a temperatura foliar, eficiência instantânea no uso da água de plantas de beterrabas cultivadas em ambiente pleno sol. O ambiente protegido e o telado aberto nas laterais atenuou parcialmente os efeitos deletérios da salinidade.

    Abstract in English:

    Abstract The deleterious effects of salts on plants exposed to high solar radiation tend to be more accelerated due to the increase of toxic ions in the aerial plant part. Consequently, the physiological and biochemical processes will be affected. These effects can be minimized, however, with the use of management strategies, such as the use of a shading screen and a protected environment. In this sense, the objective of this work was to evaluate the physiological responses of sugar beet cultivated in different environments and irrigated with saline water. The experiment was conducted in an experimental design entirely randomized, using the factorial scheme 3 × 2, equivalent to three environments (FS = full sun; SSOS = shading screen open on the sides and PE = protected environment) and two electrical conductivities of the irrigation water (0.5 and 6.2 dS m-1), with four repetitions. At 45 days after sowing (DAS) the following variables were analyzed: stomatal conductance, liquid photosynthesis, transpiration, internal CO2 concentration, leaf temperature, instantaneous water use efficiency, instantaneous carboxylation efficiency, intrinsic water use efficiency, and relative chlorophyll index. Irrigation with water of higher salinity negatively affected stomatal conductance, net photosynthesis, leaf temperature and instantaneous water use efficiency of sugar beet plants grown in a full sun environment. The protected environment and open shading on the sides partially mitigated the deleterious effects of salinity.
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