Resumo em Português:

RESUMO O objetivo desta pesquisa foi avaliar a água bruta de fontes quanto à cor, ao pH, ao nível de amônia e à presença de coliformes totais e fecais, a qual é usada para fins de abastecimento domiciliar e na agroindústria alimentar regional do Planalto Catarinense - Santa Catarina, acordando com a Portaria no 2.914/2011 do Ministério da Saúde. As discussões permitiram concluir que a cor da água se apresentou abaixo do padrão máximo permitido; constatou-se baixa concentração de amônia; o pH apresentou variável entre 5,5 e 7,5 e algumas amostras apresentaram contaminação por coliformes fecais. Desta forma, o presente trabalho demonstrou a necessidade de notificação e orientação aos proprietários rurais para a desinfecção da água para evitar a presença de quaisquer agentes patogênicos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the raw water sources as for the color, pH, ammonia level and presence of total and faecal coliforms. This water is used for household supply and at regional food agroindustry in Planalto Catarinense - Santa Catarina, Brazil, which was evaluated according to the standards of Brazilian National Council Legislation (Resolution no 2,914/2011 from the Ministry of Health). It is concluded that there was no change in water color, presenting a below the maximum allowable standard. There is a low concentration of ammonia in the water, the pH presented a variable between 5.5 to 7.5 and some samples showed contamination by faecal coliforms. In this way, this research demonstrated that the notification and orientation to landowners was required for disinfection of the water in order to eliminate any pathogenic agents.

Resumo em Português:

RESUMO No Brasil, ainda se enterram, queimam ou lançam a céu aberto milhões de toneladas de resíduos orgânicos, em decorrência do desconhecimento de seu potencial de aproveitamento e dos impactos negativos que provocam quando dispostos inadequadamente. Este trabalho buscou analisar a inserção e a aplicação dos princípios e objetivos da Política Nacional de Resíduos Sólidos na gestão dos resíduos orgânicos e sua consonância com o Plano Nacional de Resíduos Sólidos e os Planos Plurianuais de Destinação Orçamentária da União. Lamentavelmente, os resíduos orgânicos foram pouco contemplados nas normativas, que não preveem programas ou ações específicas a serem implementados. A valoração dos resíduos orgânicos pode auxiliar na resolução de graves problemas ambientais, como degradação do solo, erosão e mudanças climáticas, além de desviar grande quantidade desses resíduos encaminhada a aterros sanitários e lixões no Brasil. Tanto as cidades quanto as empresas e a agricultura são amplamente beneficiadas ao considerar seus resíduos sólidos orgânicos como um “recurso” precioso, convertendo-o em adubo e/ou energia, gerando empregos e contribuindo para a redução dos custos de sua disposição. É preciso, portanto, além de melhorar a infraestrutura para a compostagem e a biometanização, investir intensivamente em programas de redução do desperdício de alimentos a fim de obter volumes menores para a reciclagem.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In Brazil, millions of tons of solid organic wastes are still burnt or thrown into open dumps daily due to the lack of knowledge about their potential and the impacts they cause when improperly arranged. This paper aims to analyze the integration and application of the principles and objectives of the National Solid Waste Policy on the management of organic waste in the National Plan for Solid Waste and in the Multi-Year Plans of the Union Budget allocation. Unfortunately, it was observed that the law didn´t observe organic wastes, since it has no specific programs or planned actions. The valuation of organic wastes can help solve serious environmental problems, such as soil degradation, erosion, climate change, and divert large amounts of such waste sent to landfills and open dumps in Brazil. Cities, businesses and agriculture are greatly benefited by considering their organic “garbage” as a precious “resource”, converting it into fertilizer and/or energy, generating jobs and reducing the cost of their disposal. Therefore, in addition to improving the infrastructure for composting and biomethanization, we must invest intensively in programs to reduce food waste, which will result in smaller volumes to be recycled.

Resumo em Português:

RESUMO A qualidade de vida é intrinsecamente ligada à disponibilidade de água, e a poluição desse recurso afeta diretamente as populações. O Lago Guaíba possui importância histórica, econômica e cultural para Porto Alegre (RS) e região metropolitana. Este trabalho discute o contexto histórico-cultural da poluição do Lago Guaíba. Com grande região hidrográfica, o lago sofre diversos impactos ambientais e, ao mesmo tempo, possui múltiplos usos para suas águas. Apesar da grande importância do Lago Guaíba para a região metropolitana de Porto Alegre, há um histórico descaso com sua qualidade. O lago apresenta-se poluído, com percepção pública dessa realidade e limitação de usos diretos de suas águas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The quality of life is intrinsically linked to water availability; however, pollution on this resource directly affects people. Lake Guaíba has a historical, economic and cultural importance to Porto Alegre (RS, Brazil) and its metropolitan region. This report discusses the historical and cultural context of Lake Guaíba’s pollution. With a large watershed, Lake Guaíba suffers many environmental impacts and, at the same time, has multiple uses for its waters. Despite the great importance of Lake Guaíba to Porto Alegre metropolitan region, there is a historical disregard with its quality. The lake is polluted and there is a public perception of this reality with direct limitation of its water’s use.

Resumo em Português:

RESUMO O estudo propõe a utilização de modelos de gestão integrada de águas urbanas como estratégia para a promoção da segurança hídrica e de preparação às secas. Ele foi construído em duas etapas: avaliação da vulnerabilidade do sistema hídrico; e proposição do modelo de gestão integrada de águas urbanas. Na primeira etapa, utilizou-se um modelo de rede de fluxo para a simulação do sistema hídrico. Na segunda etapa, aplicou-se o método indutivo após a realização de pesquisa exploratória. A avaliação das vulnerabilidades hídricas revelou déficit de atendimento de Fortaleza em 2,56% do período simulado e o esvaziamento completo do reservatório Castanhão em 6,52% dos meses. O modelo de gestão integrada de águas urbanas é pautado na gestão da oferta e da demanda hídricas. No primeiro caso, propõe-se que o sistema de abastecimento de Fortaleza seja constituído por fontes hídricas convencionais (águas superficiais) e por mananciais alternativos (águas subterrâneas, águas pluviais, dessalinização de água do mar). Para a gestão da demanda, aponta-se a utilização de aparelhos sanitários economizadores e de mecanismos financeiros. Esse modelo apresenta uma matriz de fontes de abastecimento mais robusta, o que possibilita o aumento da segurança hídrica de centros urbanos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The study proposes the use of integrated urban water-management models as a strategy to promote water security and drought preparedness. It was developed in two stages: assessment of water system’s vulnerability; proposition of the integrated urban water management model. In the first step, a flow network model was used to simulate the water system. In the second stage, the inductive method was applied after conducting an exploratory research. The assessment of the water vulnerabilities revealed a deficit in Fortaleza’s water supply in 2.56% of the simulated period and the complete emptying of Castanhão’s reservoir in 6.52% of the months. The integrated urban water management model is based on the management of water supply and water demand. In the first case, it is proposed that Fortaleza’s supply system be constituted by conventional water sources (surface waters) and by alternative sources (groundwater, rainwater, desalination of sea water). For the management of demand, it is pointed out the use of water saving plumbing fixtures and financial mechanisms. This model presents a more robust matrix of water supply sources, which increases the water security of urban centers.

Resumo em Português:

RESUMO O presente trabalho teve por objetivo verificar uma possível rota de reciclagem para as éter-aminas, utilizadas para aumentar a eficiência do processo de flotação catiônica reversa do minério de ferro. Estudou-se um método de separação físico-química utilizando TANFLOC como floculante. As águas de rejeito contêm, em sua maior parte, amina e sílica, e o objetivo desse método era separar a sílica do rejeito. A separação físico-química, porém, não foi eficaz, visto que o processo não foi capaz de flocular somente a sílica, floculando também parte da éter-amina. Foi avaliado também o processo de adsorção e, para tanto, utilizaram-se como materiais adsorventes a serragem Angelim e bagaço de cana-de-açúcar, ambos in natura. Esses materiais foram capazes de remover aproximadamente 95 e 90% de éter-amina, com capacidades adsortivas de 4,2 e 2,7 mg.g-1, respectivamente, utilizando massa de 1,5 g e estabelecendo tempo de equilíbrio de 30 minutos. Verificou-se que a eficiência de remoção é maior em pH próximo a 10. Pelos estudos termodinâmicos foi possível concluir, para a serragem, que o processo é termodinamicamente favorável e exotérmico. Para o bagaço de cana não foi possível analisar o comportamento termodinâmico. Além disso, o processo de dessorção permitiu recuperar em torno de 80% de éter-amina, além da possibilidade de regeneração e reutilização dos materiais adsorventes, o que mostra a viabilidade de reciclar a éter-amina pelo mecanismo de adsorção.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The present work has the objective of investigating the possible recycling route for ether-amines, used for improving the efficiency of the process of iron ore’s reverse flotation. A physical-chemical separation method has been studied using TANFLOC as flocculant. The wastewater contains, mainly, amine and silica, and the objective of this method was to separate the silica from the waste by flocculation. However, this method was not effective, as flocculation was not able to flocculate only silica, but also part of the ether-amine. Furthermore, the process of adsorption was assessed, and for this it was used as materials adsorbents Angelim’s sawdust and sugar cane bagasse, both in natura, with which it was possible to remove approximately 95 and 90% of ether-amines, with adsorptive capacity of 4,2 and 2,7 mg.g-1, respectively, by using a mass of 1.5 g and a settling time of 30 minutes. It was verified that the removal efficiency is greater at a pH around 10. Thermodynamic studies were carried out and they were able to state, for sawdust, that this process is thermodynamically favorable and exothermic. In the case of sugar cane bagasse, it was not possible to analyze its thermodynamic behavior. In addition, the use of desorption revealed the possibility of regaining around 80% of the ether-amines. This proved that it is possible to recycle ether-amines by the adsorption mechanism.

Resumo em Português:

RESUMO Previsto na Lei nº 9.433/97 e em legislações estaduais de recursos hídricos, o enquadramento de corpos de água segundo seus usos preponderantes tem sido aplicado em diversas bacias hidrográficas brasileiras. Por ser de uso relativamente recente, pairam muitas dúvidas em detalhes de sua efetiva aplicação. Isso posto, o presente trabalho apresenta uma sugestão de metodologia que vem sendo aplicada pelos autores, compreendendo os diversos passos citados na Resolução CNRH nº 91/08. A metodologia não se pretende definitiva e visa contribuir para a aplicação da importante ferramenta do enquadramento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The classification of water bodies according to designated uses is a tool present in the 9.433/97 federal law and has being applied in several Brazilian hydrographic basins. Due to its relatively recent application, there are many doubts about the details of its implementation. The paper suggests a methodology that is being used by the authors, comprising the steps foreseen in Conselho Nacional de Recursos Hídrico’s (CNRH) Resolution nº 91/08. Although it is not a definitive methodology, it aims to contribute to the debate about the use of this relevant management tool of water resources.

Resumo em Português:

RESUMO Parte dos resíduos coletados nos municípios brasileiros ainda são destinados de forma inadequada, resultando em transtornos à qualidade de vida e à saúde pública. Assim, a caracterização gravimétrica dos resíduos é um importante instrumento de gestão integrada, uma vez que permite conhecer quantitativamente as frações geradas. Nesse sentido, o presente estudo teve por objetivo analisar estatisticamente a composição gravimétrica dos resíduos sólidos domésticos de Juiz de Fora, Minas Gerais, em função das sete regiões urbanas do município e da renda domiciliar da população. Cerca de 140.500 toneladas de resíduos sólidos domésticos foram coletadas no município em 2015, representando uma geração per capita de 0,7 kg/hab./dia. Foram feitos testes estatísticos de hipóteses a 5% de significância em avaliações comparativas, além de testes de correlação para as frações majoritárias (orgânicos e recicláveis) e as respectivas rendas domiciliares. Os resultados indicaram que a fração de orgânicos corresponde a 43,81% dos resíduos gerados no município, 31,74% são passíveis de reciclagem, 14,36% são resíduos potencialmente contaminantes e 10,10% são rejeitos diversos. Observou-se que o resíduo gerado por famílias de alto poder aquisitivo tende a conter maiores percentuais de recicláveis, enquanto em famílias de menor poder aquisitivo os maiores percentuais tendem a ser de orgânicos. A grande incidência de orgânicos e recicláveis evidencia um potencial a ser explorado, apontando a necessidade de reavaliação da estrutura da coleta seletiva e possível instalação da usina de compostagem, mediante estudo de viabilidade técnica e econômica. Por fim, espera-se que o estudo auxilie o poder público local, norteando o planejamento e o dimensionamento de sistemas de coleta, tratamento e destinação de resíduos, além de projetos de educação ambiental, servindo de modelo para outras municipalidades.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Much of the solid waste collected in Brazilian municipalities is still inappropriately destined, resulting in disorders related to quality of life and public health. Thus, the gravimetric characterization of household solid wastes is an important instrument of integrated management, since it quantitatively indicates the fractions generated. In this sense, the present study aims to analyse statistically the gravimetric composition of solid household waste from Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil, generated in 2015 regarding the seven urban regions of the city and the domestic income of the population. Statistical tests of hypothesis were carried out at 5% significance in comparative assessments, as well as correlation tests for organic and recyclable fractions and their respective domestic incomes. The results indicated that the organic fraction corresponds to 43.81% of the solid waste generated in the municipality, 31.74% is the recyclable fraction, 14.36% to potentially contaminant wastes and 10.10% of others. It was observed a trend of greater generation of recyclables in regions with higher socioeconomic status; on the other hand, regions with a predominance of families with lower incomes there was an increase in organic fraction. The high incidence of organic and recyclable materials indicates a potential to be explored, pointing out the need of re-evaluating the structure of the selective collection and the possible installation of a composting plant by a technical and economical feasibility study. Therefore, it is expected that the study supports the local public power, guiding the plan and design of solid waste collection, treatment and disposal systems, as well as environmental education projects and serving as a model for other municipalities.

Resumo em Português:

RESUMO O transporte fluvial é um dos principais meios de locomoção de pessoas e cargas na Região Amazônica. Este trabalho tem como objetivo principal analisar por meio da Lógica Fuzzy o risco ao meio ambiente e à saúde em relação aos efluentes sanitários das embarcações fluviais de passageiros da Região Amazônica e da água para consumo humano distribuída a bordo. Para alcançar os objetivos, foram feitas coletas de água superficial em pontos específicos do rio Amazonas e da água para consumo humano a bordo durante uma viagem de 830 km entre Santarém (PA) e Belém (PA), em uma embarcação fluvial de passageiros. Os resultados mostraram que as embarcações que operam na linha regular Belém/Santarém/Belém não dispõem de mecanismos de captação, armazenamento e tratamento de efluentes sanitários e da água servida, lançando-os diretamente nos rios. A água consumida pelos passageiros e tripulantes, que foi objeto de estudo, é de péssima qualidade, apresentando 89% de amostras contaminadas por coliformes totais e 84% pela bactéria Escherichia coli. Todas as amostras da água superficial apresentaram contaminação por coliformes totais e E. coli. As estatísticas e o modelo propostos, utilizando a lógica fuzzy, apontaram que o risco para o meio ambiente e para a saúde é muito alto em razão da falta de saneamento nas embarcações fluviais de passageiros na Amazônia.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Fluvial transportation is one of the main ways of transportation for people and loads in the Amazon region. This work has as its main goal to analyze, through the Fuzzy Logic, the risks to the environment and to people’s health regarding the sanitary effluents of fluvial passengers ships in the Amazon Region, as well as the human consumable water distributed on board. To achieve these goals, superficial water collections in specific points of the Amazonas river and collections of human consumable water on board during a trip of 830 km between Santarém/PA and Belém/PA in a fluvial passenger ship were performed. The results showed that the ship that goes through the regular line Belém/Santarém/Belém does not have any methods of caption, storage and sanitary treatment of the effluents and the water served, throwing dejects directly into the river. The consumable water used by the passengers and the crew on board has a terrible quality, because 89% of the samples were contaminated with total coliforms and 84% with Escherichia coli. All superficial water samples were contaminated by total coliforms and E. coli. Statistics and the Fuzzy Logic model pointed that the risks are very high for the environment and for human health due of the lack of sanitation of these fluvial passenger ships in Amazon.

Resumo em Português:

RESUMO A presença das cianobactérias é uma das grandes preocupações para o tratamento de água, uma vez que esses microrganismos podem ser produtores de metabólitos tóxicos, como as microcistinas (MCs), que não são efetivamente removidas no tratamento usualmente empregado de ciclo completo. Para a remoção dessas toxinas, pode-se, de forma complementar, utilizar adsorvedores como o carvão ativado (CA), que apresenta eficiência variada, em função de suas características. Este trabalho teve como objetivo fornecer subsídios técnicos e científicos para a seleção de carvões ativados pulverizados (CAPs) e carvões ativados granulares (CAGs) como adsorvedores de MCs. Para tanto, foi realizado, primeiramente, um experimento de seleção de CAs com maior capacidade adsortiva para MCs, em escala de bancada. Em seguida, para os CAPs e CAGs selecionados, foi realizada caracterização complementar para a distribuição de volume específico em função do tamanho do poro. Posteriormente, foram elaboradas isotermas de adsorção de Freundlich e curvas de ruptura. Pôde-se constatar que, dentre os CAs amostrados, os importados apresentaram maior capacidade adsortiva para MCs do que os nacionais. Além disso, foi possível concluir que a escolha do CA pode ser determinada pelos parâmetros índice de azul de metileno (IAM), volume de mesoporos e coeficiente Kf, associados aos resultados do experimento de seleção, considerado uma ferramenta técnica alternativa de simples aplicação e suficiente para esse fim.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The presence of cyanobacteria is a major concern for water treatment, since these microorganisms can be toxic metabolic producers, such as microcystins (MCs), which are not effectively removed in the usually employed full cycle treatment. In order to remove these toxins, it is possible to use absorbers such as activated carbon (AC), which presents a varied efficiency, depending on its characteristics. The general objective of this research was to provide technical and scientific subsidies for the selection of powdered activated carbons (PACs) and granular activated carbons (GACs) in relation to the adsorption of microcystins. A bench scale experiment was carried out to select activated carbons with higher adsorptive capacity for microcystins. Then, for the selected PACs and GACs, complementary characterization was performed for the specific volume distribution as function of pore size and, afterwards, Freundlich adsorption isotherms and breakthrough curves were elaborated. It was possible to verify that among the sampled activated carbons, the imported ones presented greater adsorption capacity for microcystins in relation to the nationals. In addition, it was possible to conclude that the selection of an activated carbon can be done regarding methylene blue index (MBI) parameters, volume of mesoporous and Kf, associated to the selection experiment’s results, considered an alternative technical tool of simple application and sufficient for this purpose.

Resumo em Português:

RESUMO O sistema integrado com microalgas (MA) e wetland construído de fluxo vertical (wetland construído pós-microalgas - WCPMA) foi aplicado para a realização de ensaios de tratamento de efluentes no campus da Universidade de Santa Cruz do Sul, no Rio Grande do Sul (UNISC-RS). Águas negras e amarelas foram alimentadas para esse sistema em regime de batelada a partir de um tanque equalizador da estação de tratamento de efluentes da universidade, considerando tempo de detenção hidráulica (TDH) de três dias para cada unidade do sistema integrado. O comparativo de desempenho foi feito com unidades também envolvendo a sequência de tanque de armazenamento de efluentes (TAE) + sistema de controle (C), somente com suporte de areia e brita, em triplo estágio, bem como wetlands construídos de fluxo vertical, também em triplo estágio. O abastecimento utilizou fatores de carga em termos de demanda química de oxigênio (DQO) de 2,4±0,9 g m-1dia-1 para o TAE e de 26,7±11,2 g m-1dia-1 para as unidades de wetlands construídos, de MA+WCPMA e de C (sem o cultivo da Hymenachne grumosa). Em relação à unidade TAE+MA+WCPMA, as reduções dos parâmetros de cargas poluentes foram mais significativas em termos de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) (58%), fósforo total (63%) e, principalmente, nitrogênio amoniacal no sistema integrado, com redução de 100%. Em termos de toxicidade aguda com Daphnia magna, a detoxificação foi efetiva, com variações de valores de EC50 de 58 a 100%. O estudo obteve resultados expressivos que indicam que o sistema MA+WCPMA é uma alternativa promissora no tratamento de águas residuárias para unidades geradoras descentralizadas, possibilitando maior redução da ação eutrofizante.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The application of integrated systems with microalgae (MA) and Vertical Flow Constructed Wetland Post Microalgae (CWPMA) was performed for campus wastewater treatment assays located in Santa Cruz do Sul (UNISC-RS). Black and yellow waters were fed to systems in batch regime from equalizer university wastewater treatment plant tank, considering hydraulic detention time (HDT) of three days for each unity of the integrated system (MA+CWPMA). The comparison of performances was also made with units involving storage tank wastewater (STW)+Control System (C), only supported with sand and gravel in triple stage, as well as CWs, also triple stage. The supply used load factors in terms of COD 2.4±0.9g m-1 day-1 (for STW) and 26.7±11.2 COD m-1day-1 for the units of CWs; MA+CWPMA and Control (without the cultivation of Hymenachne grumosa). Reductions of the parameters of pollution loads were more significant in terms of BOD5 (58%), total phosphorous (63%) and especially in terms of ammonia nitrogen in integrated STW+MA+CWPMA, with a reduction of 100%. In terms of acute toxicity with Daphnia magna, detoxification was effective, with EC50 values ranging from 58 to 100%. The study developed obtained significant results that indicate this is a promising alternative in the treatment of wastewater for decentralized generating units, allowing greater reduction in eutrophic action.

Resumo em Português:

RESUMO A salubridade ambiental está diretamente relacionada com a qualidade dos serviços de saneamento básico, que, por sua vez, abrangem diversas ações que visam promover a melhoria da qualidade de vida das pessoas e do meio ambiente. Dessa forma, com o objetivo de avaliar as condições de salubridade do município de Campina Grande (PB), este artigo buscou desenvolver o Indicador de Salubridade Ambiental para Campina Grande (ISA/CG) a partir da adaptação do Indicador de Salubridade Ambiental do Conselho Estadual de Saneamento do Estado de São Paulo (ISA/CONESAN), desenvolvido para aplicação nesse estado. O ISA constitui um instrumento de planejamento e gestão ambiental pública que possibilita identificar as ações prioritárias em relação aos serviços de saneamento, orientando, assim, as ações dos gestores públicos e a sociedade civil na tomada de decisão para alcançar melhor qualidade de vida e ambiental. Os valores do ISA/CG foram associados aos setores censitários do distrito-sede do município para permitir, inicialmente, uma análise da distribuição espacial de seus valores na cidade. Posteriormente, para aprimorar o ISA/CG e validar seus resultados, dois novos subindicadores (conforto ambiental e capacidade de armazenamento de água) foram incorporados a partir da análise em quatro áreas-piloto, identificadas como as de mais alta e mais baixa salubridade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Environmental health is strongly related to the quality of basic sanitation services. Those services must provide a better quality of life for people and the environment. This research has developed an indicator (environmental health indicator - EHI) for assessing basic health conditions in Campina Grande, PB (Brazil). Its starting point is an adaptation of a known EHI developed by CONESAN (São Paulo, Brazil) in 1999. EHI can be a planning tool and a public environmental management tool for priorities decision-making related to basic health services. It should guide governmental policies and civil society in several decision-making processes for a better quality of life in cities. First, EHI/CG values were developed and spatialized by census track for the whole city. Second, in a validation method, two additional indicators (environmental comfort and reservoir capacity) were developed in a different scale (urban fraction). Four pilot areas were chosen based on the highest and the lowest EHI/CG values for the whole city.

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RESUMO No presente trabalho, avaliou-se em escala de laboratório e por meio de modelagem matemática o processo de desestratificação da coluna d’água usando aeração por ar difuso. Foram identificados dois padrões de escoamento: um regime de pluma, no qual o escoamento induzido pelas bolhas penetra na interface entre as duas camadas de diferentes densidades e ascende à superfície da água; e um regime de fonte, no qual o escoamento penetra parcialmente na interface e colapsa para formar uma camada de densidade intermediária. Os resultados experimentais mostraram que o regime de pluma promove mistura mais rápida da camada superior (epilímnio) do que o regime de fonte. Os tempos de mistura da camada inferior (hipolímnio), entretanto, foram praticamente os mesmos para os dois regimes. Após o ajuste de parâmetros do modelo que descreve a incorporação do fluido ambiente na pluma e na fonte, pôde-se simular o processo de desestratificação da coluna d’água com boa aderência aos dados experimentais obtidos nesta pesquisa e em trabalhos anteriores. Por fim, o modelo validado foi aplicado para a simulação do impacto de diferentes vazões de ar na evolução temporal do processo de desestratificação de reservatórios (escala real), sendo discutidos os custos com energia elétrica para bombeamento e as possíveis implicações na qualidade da água desses corpos hídricos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In the present work, the destratification process of water column using diffused-aeration was evaluated at laboratorial scale by mathematical modelling. Two flow patterns were identified, a plume regime, in which the bubble-induced flow penetrates the interface (density gradient) and rises to the water surface, and a fountain regime, in which the flow partially penetrates the interface and collapses to form an intermediate-density layer. The experimental results showed that the plume regime promotes a faster mixing of the upper layer (epilimnion) than the fountain regime. However, the mixing times of the lower layer (hypolimnion) were practically the same for both regimes. After adjusting the parameters that describe the entrainment of the ambient fluid into the plume and fountain, it was possible to simulate the process of water column destratification with good adherence to the experimental data obtained in this research and previous studies. Finally, the validated model was applied to simulate the impact of different airflow rates on the reservoir destratification process’ (real scale) time evolution, and the possible implications for the water quality of these water bodies were discussed.

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RESUMO O cromo é um metal tóxico amplamente utilizado em processos industriais, por isso a constante preocupação com os efluentes líquidos gerados. Uma vez lançados sem o devido tratamento podem comprometer a qualidade do corpo receptor. Este trabalho teve por objetivo analisar o processo de biossorção na remoção de íons Cr(III) de soluções aquosas sintéticas e efluente de curtume utilizando como biossorvente a macrófita aquática Pistia stratiotes in natura (PN) e quimicamente modificada (PM) com hidróxido de sódio e ácido cítrico. Realizou-se o preparo, a caracterização dos biossorventes e os experimentos de biossorção. Os estudos de equilíbrio indicaram que a capacidade máxima de biossorção foi de 58,16 e 19,80 mg g-1 para PM e PN, respectivamente. Nos testes utilizando efluente bruto de curtume, a remoção de cromo foi de 28,26% para ambos os biossorventes, e no efluente da lagoa de tratamento biológico, a maior taxa de remoção do metal foi obtida pelo biossorvente PM, com 65,44%. Os resultados demonstraram que a utilização de P. stratiotes como biossorvente apresenta-se como uma alternativa eficaz e de baixo custo, porém estudos complementares são necessários a fim de avaliar sua aplicação em escala real.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Chromium is a toxic metal widely used in industrial processes, so the concern with the liquid effluents generated is constant, that once released without proper treatment can compromise the quality of the receiver body. The study aimed at analyzing the process of biosorption in removing Cr(III) ions of synthetic aqueous solutions and tannery effluent using as biosorbent the Pistia stratiotes macrophyte in natura (PN) and chemically modified (PM) with sodium hydroxide and citric acid. The preparation, characterization of the biosorbents and the experiments of biosorption were performed. Equilibrium studies indicated that the maximum biosorption capacity for PM was 58.16 mg g-1 and 19.80 mg g-1 for PN. In the tests using raw effluent from tannery, chromium removal was 28.26% for both biosorbents, and in the effluent from biological treatment lagoon, the higher rate of metal removal was obtained by biosorbent PM with 65.44%. The results showed that the use of P. stratiotes as biosorbent may be an effective and low-cost alternative and that additional studies are needed to assess its full-scale application.

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RESUMO Atualmente, um dos grandes problemas enfrentados pelos gestores de resíduos sólidos urbanos (RSU) é a disposição final dos resíduos gerados por sua população. As disposições de resíduos devem ser feitas em espaços e sob condições adequados de modo a minimizar os impactos socioeconômicos e ambientais. Nesse contexto, este artigo teve por objetivo estimar o potencial de recuperação energética de RSU usando modelos de simulação matemática para a biodigestão anaeróbia e a incineração. Como objeto de estudo, foram considerados os resíduos dispostos no aterro sanitário de Caieiras, localizado no município de Caieiras (SP). Para avaliação da biodigestão anaeróbia, foram analisados modelos matemáticos que permitem estimar a produção de metano em função dos diversos fatores que interferem no processo (concentração de acetato e de micro-organismos, variação do pH, entre outros). No caso da incineração, foram considerados modelos matemáticos empíricos (baseados nas análises imediata, gravimétrica e elementar) para estimar o poder calorífico inferior dos RSU. De acordo com os resultados obtidos, para a biodigestão anaeróbia seria possível obter potência média de 38,8 MW. Caso a incineração fosse adotada como método de tratamento dos RSU, seria possível obter potência elétrica média de 214 MW (considerando a incineração de 100% dos resíduos). Com base nas simulações realizadas para a biodigestão anaeróbia e a incineração como possíveis métodos de destinação dos RSU, conclui-se que o processo de incineração apresenta potencial de geração de eletricidade aproximadamente cinco vezes maior do que a conversão energética da biodigestão anaeróbia.

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ABSTRACT Currently, one of the major problems faced by managers of solid urban waste is the final disposal of the waste generated by their population. Waste disposals should be done in spaces and/or under appropriate conditions, in order to minimize socioeconomic and environmental impacts. In this context, this article aims at estimating the energy recovery potential of urban solid waste using mathematical simulation models for anaerobic biodigestion and incineration. As object of study, the waste disposed in Caieiras landfill, located in the city of Caieiras/SP, was considered. To evaluate the anaerobic digestion, mathematical models were used to estimate methane production as function of the various factors that influence the process (acetate and microorganisms concentration, pH variation among others). In the case of incineration, empirical mathematical models (based on immediate, gravimetric and elementary analysis) were used to estimate the lower heating value of urban solid waste. According to the results obtained, it would be possible to obtain an average power of 38.8 MW for anaerobic digestion. If the incineration method was adopted, it would be possible to obtain an average electrical power of 214 MW (considering the total incineration of the waste). Based on the simulations carried out for anaerobic biodigestion and incineration as possible methods of municipal solid waste disposal, it is concluded that the incineration process of municipal solid waste presents a greater potential of electricity generation, approximately five times higher than the energy conversion potential of anaerobic digestion.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do amostrador trier (NBR 10007/2004) na representatividade das propriedades de leiras de compostagem confeccionadas com resíduos sólidos urbanos, no início da degradação dos resíduos (8 dias) e no composto orgânico pronto (120 dias), utilizando como referência um método adaptado à compostagem a partir da Teoria da Amostragem de materiais heterogêneos. A compostagem foi conduzida em sistema de leiras revolvidas, e cada unidade contou com aproximadamente 30 toneladas de resíduos. O método do trier mostrou-se adequado para a caracterização do composto (120 dias), pois não apresentou diferenças significativas em relação ao método de referência na estimativa dos teores de matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e potássio. Além disso, o revolvimento da leira antes da amostragem tem potencial para melhorar a representatividade do teor de água e do pH. Por outro lado, o amostrador trier mostrou-se limitado na amostragem de leiras em estágio inicial de compostagem, quando empregados resíduos com acentuada diferença de forma, tamanho e conteúdo de água das partículas. Embora reduza em menor magnitude os erros intrínsecos ao processo de amostragem, o método do trier é mais simples de ser conduzido e não demanda mecanização, espaço físico ou recursos humanos adicionais.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study was performed to assess the trier sampler performance (NBR 10007/2004) in representing the properties of windrows composting built with urban solid waste. It was evaluated in the beginning (8 days) and in the end of the composting process (120 days), using as a reference the Pierre Gy’s Sampling Theory for heterogeneous materials. Composting windrows were built of 30 tons and carried out in turned windrow system. We found the trier method appropriate for characterizing mature compost (120 days) because it was similar to the reference method in estimating organic matter content, nitrogen, phosphorus and potassium. Besides, turning windrow before sampling might improve the representativeness of water content and pH. In contrast, more heterogeneous particles (shape, size, water content) may have influenced the trier’s performance at the beginning of waste degradation and consequently the sample’s accuracy. Although trier method is less efficient to reduce sampling errors than the method based on Sampling Theory, the former is simpler and does not need mechanization, extra space or additional human resources.

Resumo em Português:

RESUMO O agravamento da poluição atmosférica nos centros urbanos devido ao crescimento das instalações industriais e da frota veicular é um problema que causa danos ambientais, afetando também a saúde humana, principalmente pela inalação de material particulado fino (MP2,5). O objetivo deste estudo foi avaliar a influência das condições meteorológicas na concentração de MP2,5 em Belo Horizonte, utilizando dados amostrados entre o inverno de 2007 e o outono de 2008. Além disso, foram avaliadas as diferenças dos dados meteorológicos e da concentração do MP2,5 entre as estações do ano nesse período. Para tanto, foram realizados testes estatísticos de correlação entre os dados meteorológicos e a concentração de MP2,5, além de análises de significância para avaliação das diferenças entre esses dois parâmetros nos períodos seco e chuvoso, característicos da área de estudo. Foi observada diferença significativa entre a concentração do MP2,5 nos períodos seco e chuvoso. Foram também observadas diferenças significativas entre os parâmetros meteorológicos (umidade relativa; temperatura mínima, média e máxima; e direção do vento) para esses períodos. Por meio da análise de correlação de Spearman, observou-se correlação significativa entre a concentração do MP2,5 e os parâmetros meteorológicos precipitação e umidade relativa do ar.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The increase of air pollution in urban centres due to the growth of industrial facilities and vehicular fleet is a problem that causes environmental damage and affects human health, mainly due to the inhalation of fine particulate matter (PM2.5). For this reason, the aim of this study was to evaluate the influence of meteorological conditions on PM2.5 concentration in Belo Horizonte, using data sampled from the winter of 2007 to the autumn of 2008. In addition, the differences in meteorological data and PM2.5 concentration between the seasons of the year in this study’s period were also assessed. For this, correlation statistical tests were performed for meteorological data and PM2.5 concentration, as well as significance analysis to evaluate the differences between these two parameters in the dry and wet periods, characteristic of the study area. It was observed a significant difference between PM2.5 concentration in dry and wet periods. Significant differences were also observed between meteorological parameters (relative humidity, minimum, mean and maximum temperature and wind direction) for these periods. Spearman’s correlation analysis showed a significant correlation between PM2.5 concentration and the meteorological parameters precipitation and relative humidity.

Resumo em Português:

RESUMO Plumas ocorrem quando um fluido é descarregado em outro fluido com densidade diferente, como poluentes na atmosfera. Neste trabalho, desenvolveu-se um estudo experimental em um tanque de água e modelagem matemática usando a abordagem integral com o intuito de investigar o escoamento gerado por plumas salinas em escoamento uniforme e com estratificação de duas camadas. Os resultados indicaram que a altura da camada superior (menos densa) aumentou com a vazão de retirada da camada inferior e diminuiu com o fluxo de empuxo da pluma, corroborando os resultados disponíveis na literatura para sistemas alimentados por fontes pontuais (não uniformes). Após ajuste de parâmetros presentes na teoria clássica para plumas turbulentas, foi possível prever a altura da interface com desvios máximos de ±8% e coeficiente de Nash-Sutcliffe de 0,98. Isso indica que o escoamento uniforme não afetou significativamente a hidrodinâmica das plumas em comparação a estudos anteriores. Por outro lado, diferentemente dos sistemas alimentados por fontes pontuais, as linhas de fluxo obtidas por meio da injeção de corante no escoamento uniforme seguiram padrão de escoamento potencial, com toda a vazão sendo direcionada para a pluma e não havendo, portanto, mistura na interface entre as duas camadas. Dessa forma, partindo do princípio de conservação de massa, foram propostas equações para gerar as linhas de fluxo ao redor das plumas, as quais foram confirmadas com os dados experimentais. Finalmente, foram apresentadas aplicações práticas do modelo proposto em sistemas de ventilação natural em edifícios e descarga de poluentes na atmosfera sob condição de inversão térmica.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Plumes occur when a fluid is discharged into another fluid with different density, such as pollutants in the atmosphere. In this work, an experimental study was carried out in a water tank and a mathematical modelling using the integral approach was performed to investigate the flow generated by saline plumes in uniform flow with two-layer stratification. The results indicated that the upper layer’s height (less dense) increased with the outflow from the lower layer, and decreased with the buoyancy flux of the plume, confirming the results available in the literature for systems supplied by point sources (non-uniform sources). After fitting the parameters of the classical theory for turbulent plumes, it was possible to predict the interface’s height with a maximum deviation of ±8%, and a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.98. This indicates that the uniform flow did not affect significantly the plumes’ hydrodynamics compared to previous studies. On the other hand, unlike the systems supplied by point sources, the streamlines obtained through the injection of dye into the uniform flow followed a potential flow pattern, with all the flow being directed to the plume, therefore not mixing at the interface between the two layers. Thus, based on the principle of mass conservation, equations were proposed to generate the streamlines around the plumes, which were validated with the experimental data. Finally, practical applications of the proposed model in natural ventilation in buildings and pollutant discharges in the atmosphere were presented.

Resumo em Português:

RESUMO A sonda solúvel flutuante (SSF) é considerada uma técnica de baixo custo para a estimativa do coeficiente de transferência de massa de oxigênio na interface ar-água (KL). Essa técnica se baseia no fato que KL pode ser correlacionado com a velocidade de dissolução do sólido solúvel (VS), uma vez que ambos os parâmetros são influenciados pela turbulência na superfície do escoamento. O objetivo do presente estudo consistiu em calibrar uma nova configuração da SSF. Experimentos de reaeração superficial e dissolução da sonda solúvel foram realizados em dois aparatos experimentais (tanque agitado por jatos e um canal hidráulico circular), de modo que diferentes níveis de turbulência foram produzidos. Os resultados mostraram forte correlação entre KL e VS; r = 0,953 para experimentos realizados no tanque e r = 0,895 para experimentos realizados no canal. A nova configuração da SSF forneceu razão KL.VS -1 crescente em função do número de Reynolds, indicando que a relação entre os dois parâmetros é dependente da turbulência. Conclui-se que a técnica SSF possui elevado potencial. Entretanto, para que se possa atribuir utilidade definitiva, verificações em cursos d’água naturais e em equipamentos com estrutura de turbulência diferentes das utilizadas neste estudo ainda são necessárias.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The floating solid soluble probe is a low-cost technique for estimating the mass transfer coefficient of oxygen in the air-water interface (Ka). This technique is based on the fact that Ka can be correlated with the dissolution rate of a soluble solid (VS), since both parameters are influenced by the surface turbulence. The aim of this study was to calibrate a new floating solid soluble probe configuration. Surface reaeration experiments and dissolution of the soluble solid probe were performed in two experimental apparatus (jets stirred tank and a circular hydraulic channel), in which different levels of turbulence were produced. The results showed a strong correlation between Ka and VS, r = 0.953 for experiments performed on the tank and r = 0.895 for experiments performed on the channel. The new floating solid soluble probe configuration provided an increasing Ka.VS -1 ratio as a function of the Reynolds number, indicating that the relationship between these two parameters depends on the surface turbulence. We conclude that the floating solid soluble probe technique has a high potential, despite calibrations in natural water bodies and equipment with a turbulence structure different from those used in this study are still necessary to definitive utility.

Resumo em Português:

RESUMO Avaliou-se o coeficiente de escoamento (volume escoado/volume precipitado), que define a capacidade de redução do escoamento superficial de um pavimento com blocos de solo-cimento intertravados (20,7 m de comprimento e 3 m de largura) dentro de uma estrutura de vigas de concreto transversais implantada em uma área de declividade de 6% e solo de baixa permeabilidade, e condições similares em áreas de ocupação de populações de baixa renda. Cento e oitenta e quatro eventos (precipitações) foram registrados, mas somente foram considerados eventos com volume precipitado maior que a capacidade máxima de armazenamento do pavimento (≈ 1.500 L) e temperatura menor a 23ºC para manter a precisão do sensor de medição. Os valores experimentais do coeficiente C oscilaram na faixa de 0,47 a 0,79, que confirmam que o pavimento de bloco de solo-cimento é semipermeável.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this article, the authors assessed the runoff coefficient C (drained volume/volume precipitate), which defines the capacity reduction of runoff, of a pavement with soil-cement interlocking blocks (20.7 m long and 3 m wide) within a structure of transverse concrete beams deployed in an area with slope of 6% and low permeability soil, and similar conditions in areas occupied by poor populations. One hundred and eighty-four events (rainfall) were recorded, but only events with a precipitate volume greater than the maximum capacity storage of pavement (≈ 1,500 liters) and a temperature less than 23ºC, to maintain the accuracy of the measurement sensor, were considered. The experimental values of the coefficient C varied in the range of 0.47 to 0.79, confirming that the soil-cement block pavement is semi permeable.

Resumo em Português:

RESUMO Uma forma de avaliar o desempenho das políticas públicas relativas à gestão de resíduos sólidos é o uso de indicadores de sustentabilidade, ferramenta que permite auxiliar os gestores no processo decisório. Este trabalho objetiva contribuir para desenvolver e validar um conjunto de indicadores modificados, com base em variáveis quantitativas que considerem as diversas dimensões da sustentabilidade. A estratégia empregada para proposição dos indicadores consistiu na revisão bibliográfica de documentos nacionais e internacionais, seguida da análise de sua aplicabilidade na gestão em municípios da Região Metropolitana de Belo Horizonte. O resultado é a proposição de um conjunto de 16 indicadores, validados em 3 municípios, cujos valores expressam tendências à sustentabilidade e mostram as deficiências da gestão.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A way to assess the performance of solid waste-management public policies is by using sustainability indicators, a tool that assists managers in making decisions. This work aims to contribute to the development and validation of a set of modified indicators based on quantitative variables that consider sustainability’s multiple dimensions. A strategy used for the proposal of indicators consisted in the bibliographic review of national and international documents followed by an analysis of their applicability in waste management in some municipalities of Belo Horizonte’s Metropolitan Region. The result is a proposal of a 16-indicator set, validated in 3 municipalities, whose values express sustainability trends and show waste management deficiencies.