Resumo em Português:

RESUMO O resíduo de refino de bauxita (lama vermelha) é um resíduo importante gerado na produção de alumínio, podendo ser utilizado como adsorvente de baixo custo. Este estudo teve como objetivo investigar a influência do tratamento térmico na adsorção do corante azul reativo (RB19) por lama vermelha, comparando com a capacidade de adsorção de lama vermelha não tratada termicamente. O tratamento térmico da lama vermelha até 500°C resultou em aumento da capacidade de adsorção, variando seu valor de 357 mg g-1 (lama vermelha não tratada) a 416 mg g-1, em condições ácidas. No entanto, amostras de lama vermelha tratadas termicamente a 600 e 800°C mostraram uma redução na capacidade de adsorção, chegando a 337 mg g-1 em meio ácido. A mudança na capacidade máxima de adsorção de RB 19 na lama vermelha tratada termicamente está associada a valores de área superficial específica. Assim, é possível concluir que a lama vermelha tratada termicamente em 500°C pode ser utilizada para o tratamento de água e águas residuárias com maior eficiência do que a lama vermelha natural nas indústrias têxteis, contribuindo para novos insights sobre possíveis aplicações na indústria têxtil.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Red mud, a waste product generated during alumina extraction from bauxite, could be used as a low-cost adsorbent. Here, the effect of thermal treatment on the adsorption of Reactive Blue 19 (RB19) dye by red mud was compared with the adsorption capacity of untreated red mud. Thermal treatment of red mud at 500°C results in an increase in adsorption capacity from 357 mg g-1 (untreated red mud) to 416 mg g-1, under acidic conditions. Red mud samples thermally treated at 600°C and 800°C show a reduction in adsorption capacity, however, falling to 337 mg g-1, in acid medium. The change in the maximum adsorption capacity of red mud to RB19 following thermal treatment is associated with specific surface area. Red mud subjected to 500°C can be used for the treatment of water and wastewaters with a higher efficiency than untreated red mud, thus finding possible application in the textile industry.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho analisa, dos pontos de vista ambiental e econômico, uma proposta de geração de eletricidade usando resíduos agrícolas, com a tecnologia da biodigestão anaeróbica. A área selecionada para tal proposta foi uma comunidade isolada da Região Norte do Brasil, cuja fonte de geração elétrica é uma planta que opera com o combustível diesel. Os resultados mostraram que a alternativa proposta apresenta alto custo em comparação com a planta diesel, porém terá menos impactos ambientais (com relação às emissões atmosféricas) e menor custo referente ao consumo de combustível, pois os resíduos são agrícolas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper analyzed, from an environmental and economic point of view, a proposal for electricity generation using agricultural residues, with anaerobic biodigestion technology. The area selected for such proposal was an isolated community in the North of Brazil, whose source of electrical generation is a plant operating with diesel fuel. The results showed that the proposed alternative presents a high cost in comparison to the diesel plant, but the alternative will cause less environmental impacts (in relation to atmospheric emissions) and lower costs related to fuel consumption, since they are agricultural residues.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo de modelagem da dispersão de contaminantes no solo com águas residuárias produzidas e tratadas em uma indústria siderúrgica. Para isso, foram realizados ensaios de coluna de lixiviação utilizando amostras de solo coletadas nas áreas dentro da indústria onde aconteceria o reúso das águas residuárias tratadas nas estações de tratamento da própria siderúrgica. Com base nos ensaios, foram geradas curvas de eluição (breakthrough curves), para análise da mobilidade dos contaminantes no solo, e obtidos os parâmetros de transporte (coeficiente de dispersão, retardamento e dispersividade). As águas residuárias produzidas na siderúrgica apresentam baixas concentrações de metais pesados após o tratamento realizado, sendo apenas o ferro e o zinco, contaminantes de maior preocupação para a disposição no solo. Os solos analisados, com elevado percentual de areia, demonstraram ineficiência na retenção dos contaminantes presentes, aumentando os riscos de contaminação da água subterrânea. Conclui-se que, para a indústria siderúrgica realizar o reúso não potável das águas residuárias, deve-se associar este a técnicas de manejo e conservação do solo que aumentem a capacidade do solo em adsorver contaminantes, ou de impermeabilização na área de resfriamento de placas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This research aimed to carry out a modeling study on the dispersion of contaminants in the soil with wastewater produced and treated in a steel industry. For this purpose, column leaching tests were performed using soil samples collected in areas inside the industry where the reuse of treated wastewater would occur. Based on the tests, elution curves (breakthrough curves) were generated to analyze the mobility of contaminants in the soil, and transport parameters were obtained (dispersion coefficient, delay, and dispersivity). The wastewater produced in the steelworks has low concentrations of heavy metals after the wastewater treatment is carried out, with only iron and zinc posing a risk for wastewater disposal. The analyzed soils, with a high percentage of sand, showed a low retention capacity for the contaminants present, increasing the risks of groundwater contamination. Therefore, the non-potable reuse of treated wastewater is possible in the steel industry, but it must be associated with soil management and conservation techniques that increase the capacity of the soil to adsorb its contaminants or the impermeabilization in the area of plate cooling.

Resumo em Português:

RESUMO No presente trabalho foi realizada a estimativa das emissões dos gases de efeito estufa (CO2eq), monóxido de carbono (CO), óxido de nitrogênio (NOx), material particulado (MP), aldeído (RCHO) e hidrocarboneto não metano (NMHC) dos veículos licenciados nos cinco primeiro meses do ano de 2020 no Brasil. Os resultados foram comparados com as emissões veiculares da frota licenciada no mesmo período do ano de 2019 a fim de verificar o impacto da pandemia de COVID-19 nos referidos licenciamentos, nas emissões e, consequentemente, na qualidade do ar do país. Os resultados apontaram redução de 14% nas emissões dos gases de efeito estufa, com diminuição observada para todos os veículos, exceto para os caminhões semipesados, que tiveram incremento nas emissões de gases de efeito estufa de 12,8%. Os demais poluentes também reduziram, em 12,5% para o CO, em 29,6% para o NOx, em 24,1% para o MP, em 21,5% para o RCHO e em 16,3% para o NMHC. Por fim, quanto ao total de poluentes acumulados, entre todos os veículos analisados, os únicos que tiveram aumento nas emissões em relação a 2019, de 2,1%, foram as motocicletas com tecnologia flexfuel, que são abastecidas preferencialmente com etanol hidratado. Com isso, pôde-se concluir que a pandemia da COVID-19, por meio das medidas de restrição e isolamento social adotadas no país para frear a transmissão da doença, impactou positivamente a qualidade do ar no Brasil no período analisado.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The estimated emissions of greenhouse gases (CO2eq), carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NOx), particulate matter (PM), aldehyde (RCHO) and non-methane hydrocarbon (NMHC) from vehicles licensed in the first five months of 2020 in Brazil were calculated in the present study, and the results compared with vehicular emissions from the licensed fleet in the same period of the year 2019, in order to verify the impact of the COVID-19 pandemic on these permits, emissions and, consequently, air quality in the country. The results showed a 14% reduction in greenhouse gas emissions, with a decrease observed for all vehicles, except for semi heavy trucks, which had a 12.8% increase in GHG emissions. The other pollutants also decreased, being 12.5% for CO, 29.6% for NOx, 24.1% for PM, 21.5% for RCHO, and 16.3% for NMHC. Finally, in relation to the total accumulated pollutants, among all vehicles analyzed, the only ones that had a 2.1% increase in emissions in relation to 2019 were the motorcycles with flexfuel technology, which are preferably fueled with hydrated ethanol. Thus, it was concluded that the COVID-19 pandemic, through the measures of restriction and social isolation adopted in the country to curb the transmission of the disease, had a positive impact on air quality in Brazil during the analyzed period.

Resumo em Português:

RESUMO O glifosato é um herbicida não seletivo utilizado no controle de ervas daninhas em ambientes agrícolas e urbanos. É encontrado em mananciais associado ao seu principal metabólito, o ácido aminometilfosfônico, sendo necessária a remoção destes em estações de tratamento de água. O objetivo do trabalho foi avaliar a ultrafiltração direta na rejeição do glifosato e do ácido aminometilfosfônico em água de manancial superficial fortificada nas concentrações de 630, 800 e 1.250 μg L-1 e variação de pH entre 4 e 10. Para o glifosato, os aumentos do pH e da concentração e a presença de matéria orgânica natural contribuíram para a taxa de rejeição. A massa de glifosato adsorvida foi de 1,2 μg cm-2, sendo a adsorção na superfície e nos poros da membrana o principal mecanismo de rejeição. A ultrafiltração direta não foi efetiva para rejeição do ácido aminometilfosfônico. Para concentração do glifosato de 630 μg L-1 e pH entre 6,1 e 7,2, a ultrafiltração direta produziu permeado com concentração inferior a 500 μg L-1, atendendo ao padrão de potabilidade brasileiro, Portaria Gabinete do Ministro/Ministério da Saúde nº 888, publicada em 7 de maio de 2021.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Glyphosate is a non-selective herbicide used to control weeds in agricultural and urban environments. It is found in water sources associated with its main metabolite, the aminomethylphosphonic acid, and it must be removed in the public water treatment. The aim of this work was to evaluate the direct ultrafiltration in the removal of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in fortified surface water at concentrations of 630, 800, and 1,250 μg L-1 and pH variation between 4 and 10. For glyphosate, the increase in pH, concentration, and the presence of natural organic matter contributed to the rejection rate. The herbicide mass adsorbed was 1.2 μg cm-2, being adsorption onto the membrane surface/pores the main mechanism of herbicides retention. The UF process was not effective for removal of aminomethylphosphonic acid. For glyphosate concentration of 630 μg L-1, pH of 6.1-7.2, the UF was effective to produce the permeated in concentration of less than 500 μg L-1, as recommended by the Brazilian Drinking Water Legislation of the Ministry of Health, Portaria Gabinete do Ministro/Ministério da Saúde nº 888, publicada em 7 de maio de 2021.

Resumo em Português:

RESUMO A presença de patógenos de veiculação hídrica quando associados ao sistema de abastecimento de água causam risco à saúde pública. Esse estudo investigou a ocorrência de (oo)cistos de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. em duas Estações de Tratamento de Água com tecnologia do tipo ciclo completo e avaliou o risco microbiológico à saúde dos consumidores. Utilizou-se a técnica de filtração em membranas para identificar a carga dos protozoários nas 24 amostras de água bruta e filtrada. Os parâmetros físico-químicos e bacteriológicos também foram analisados. O modelo de Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico foi empregado para determinar o risco de infecção diária e anual associada à ingestão de água filtrada. Um total de 66.67% das amostras de água bruta foram positivas para Cryptosporidium; e 33.33% para Giardia. As concentrações máximas de 200 oocistos/L e 50 cistos/L foram detectadas no ribeirão Cerrado (localizado em Sanclerlândia, Estado de Goiás, Brasil), devido ao predomínio de área de pastagens e à intensa atividade agropecuária. As Estações de Tratamento de Água não removeram completamente os protozoários e a eficiência de retenção foi inferior ao recomendado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, com valores médios de 1,27 log para cistos e 1,04 log para oocistos. A probabilidade de infecção anual por cistos (100%) foi superior aos oocistos (86,61% a 98,32%) para o consumo da água filtrada, sendo que a estação seca, o risco de infecção foi maior, devido ao baixo desempenho das Estações de Tratamento de Água e à maior concentração de patógenos. Esses resultados indicam que a ingestão contínua de água filtrada acima do nível de alerta pode provocar doenças infecciosas na população abastecida.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The presence of waterborne pathogens, when associated with the water supply system, poses risks to public health. This study investigated the occurrence of (oo)cysts of Cryptosporidium spp. and Giardia spp. in two Water Treatment Plants, with full-cycle technology, and assessed the microbiological risk to consumers’ health. The membrane filtration technique was employed to identify the protozoan load in 24 samples of raw and filtered water. Physicochemical and bacteriological parameters were also analyzed. The Quantitative Microbial Risk Assessment model was used to determine the risk of daily and annual infection associated with the ingestion of filtered water. A total of 66.67% of raw water samples were positive for Cryptosporidium; and 33.33%, for Giardia. The maximum concentrations of 200 (oo)cysts/L and 50 cysts/L were detected in the Cerrado stream (located in Sanclerlândia, state of Goiás, Brazil), due to the predominance of grazing areas and intense agricultural activity. Water Treatment Plants did not completely remove the protozoa and the retention efficiency was lower than that recommended by the United States Environmental Protection Agency, with average values of 1.27 log for cysts and 1.04 log for oocysts. The probability of annual infection by cysts (100%) was higher than that of oocysts (86.61 - 98.32%) as for consumption of filtered water, and in the dry season, there was a higher risk of infection, due to the low performance of the Water Treatment Plants and higher concentration of pathogens. According to the results, the continuous intake of filtered water above the warning level can cause infectious diseases in the supplied population.

Resumo em Português:

RESUMO Os sistemas de recuperação de biogás contribuem para a mitigação de gases do efeito estufa, além de agregarem valor econômico ao processo de decomposição anaeróbia da matéria orgânica. O presente trabalho busca analisar os potenciais energéticos e a viabilidade econômica de implementação de um sistema de recuperação de biogás de aterro sanitário (cenário 1) ou de uma usina de digestão anaeróbia (cenário 2) para o Consórcio do Maciço de Baturité no estado do Ceará, Brasil. Para isso, foi estimada a projeção populacional, seguida da estimativa da produção de biogás pelo software LandGEM. Para o sistema de recuperação de biogás do aterro sanitário, foi obtida a potência ótima de 460 kW, com geração de energia máxima de 3.223.680 kWh/ano, enquanto, para a usina de digestão anaeróbia, foram obtidos valores de potência e energia de 252 kW e 1.986.754,86 kWh, respectivamente. De acordo com a análise econômica, ambos os projetos possuem inviabilidade de implementação, todavia o preço da unidade de energia gerada (kWh) é 42,42% maior para a usina de digestão anaeróbia em relação ao do sistema de recuperação de biogás do aterro sanitário. A metodologia aplicada pode ser utilizada para estudos preliminares em outros tipos de consórcio, contribuindo para melhores gerenciamento de resíduos e aproveitamento energético de sistemas de biogás no país.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Biogas recovery systems contribute to the mitigation of greenhouse gases, besides adding economic value to the anaerobic decomposition of organic matter. This research aims to analyze the energy potentials and economic feasibility of implementing a landfill biogas recovery system (scenario 1) and an anaerobic digestion plant (scenario 2) for the Baturité Massif Consortium in the state of Ceará, Brazil. To that end, a population projection followed by an estimate of biogas production were made using the LandGEM software. For the biogas recovery system of the landfill, an optimum power of 460 kW and a maximum energy generation of 3,223,680 kWh/yr were obtained, whereas the anaerobic digestion plant resulted a power and energy of 252 kW and 1,986,754.86 kWh respectively. According to the economic analysis, both projects are unfeasible, but the price of the energy unit generated (kWh) is 42.42% higher for the anaerobic digestion plant than for the biogas recovery system of the landfill. The methodology applied can be used for preliminary studies in other consortiums, contributing to a better waste management and energy use of biogas systems in the country.

Resumo em Português:

RESUMO Este artigo apresenta estudos de coagulação, floculação e flotação por ar dissolvido que foram conduzidos com o objetivo de promover a clarificação de águas de lavagens de filtros (ALF) em uma estação de tratamento de água (ETA) com base em experimentos de bancada e piloto. A efetividade da coagulação-floculação foi analisada pela flotabilidade dos agregados obtidos sob diferentes níveis de pH e dosagem de cloreto de polialumínio, enquanto ensaios de flotação foram investigados com base na eficiência de saturação em bancada e na taxa de recirculação. Os resultados indicaram que o pH e a concentração do coagulante representaram condições críticas na etapa de coagulação. A variação do pH da ALF condicionada com 8 mg.L-1 de Al+3 destacou a formação de espécies hidrolisáveis e a elevada atividade das cargas dos coloides indicou a ocorrência de mecanismos diferentes da neutralização de cargas na coagulação. A máxima clarificação da água ocorreu com dosagem de 12 mg.L-1 de Al+3, razão de recirculação de 10%, tempo de floculação de 15 min e pH 6,5. Em configuração otimizada, a técnica alcançou remoção de 88% de turbidez e 86% de sólidos totais, o que pode resultar em mais de 11 quilogramas de sólidos removidos do sistema de tratamento em cada ciclo de lavagem em comparação com a sedimentação, implicando aumento de 33% da carreira de filtração e, consequentemente, redução de custos e melhor desempenho da estação.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This article presents studies on coagulation, flocculation and dissolved air flotation that were conducted with the aim of promoting the clarification of spent filter backwash water (SFBW) in a Water Treatment Plant (WTP) based on bench and pilot experiments. The effectiveness of coagulation-flocculation was analyzed according to the buoyancy of the aggregates obtained from different levels of pH and dosage of polyaluminium chloride, whereas flotation tests were investigated based on bench saturation efficiency and recirculation rate. According to the results, the pH and the concentration of the coagulant represented critical conditions in the coagulation. The pH variation of the SFBW conditioned with 8 mg.L-1 of Al + 3 highlighted the formation of hydrolyzable species, and the high activity of the colloid indicated the occurrence of different mechanisms for neutralization in the coagulation. The maximum clarification of the SFBW occurred with a dosage of 12 mg.L-1 of Al+3, recirculation rate of 10%, flocculation time of 15 min, and pH 6.5. In an optimized configuration, the technique achieved removal of 88% turbidity and 86% total solids, which can result in more than 11 kilograms of solids removed from the WTP in each backwashing cycle compared with sedimentation. This would imply an increase of 33% in the backwashing interval and, consequently, in the reduction of costs and in the better performance of the WTP.

Resumo em Português:

RESUMO O cobre (Cu) é um contaminante frequente das águas residuais, o que pode levar a intoxicação humana e danos ambientais. A hidroxiapatita (HAP) pode ser utilizada para remoção dessa substância de efluentes, pois é de fácil produção e alto rendimento. Assim, o presente estudo objetivou analisar a influência de vários fatores (factorial design) na adsorção do Cu+2 em solução. A HAP foi produzida por meio de precipitação aquosa e, subsequentemente, caracterização por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). A influência das variáveis pH, concentração inicial (Ci) e massa adsorvente na adsorção de Cu+2 foi analisada por intermédio de um planejamento fatorial 12 (23), com 4 pontos centrais. As três variáveis analisadas foram estatisticamente significantes, sendo possível observar remoções acima de 80% do metal dissolvido em solução. A análise de variância (ANOVA) mostrou que o pH da solução (1), a massa adsorvente (3), a concentração inicial de metal (2) e a interação 2x3 (23) foram estatisticamente significantes. A eficiência máxima de remoção de Cu+2 obtida no procedimento de otimização foi de 85,33%.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Copper is a frequent contaminant of wastewater, which can lead to human intoxication and environmental damage. The hydroxyapatite (HAP) can be used to remove this substance from wastewater, as it is easy to produce and has high yield. Thus, the present study aimed to analyze the influence of several factors (factorial design) on the adsorption of Cu+2 in solution. HAP was produced by means of aqueous precipitation and subsequently characterized by XRD, FTIR, EDS, and TEM. The influence of the variables pH, initial concentration (Ci), and adsorbent mass on the adsorption of Cu+2 was performed through 12 factorial design (23), with four central points. The three variables analyzed were statistically significant, being possible to observe removals above 80% of the dissolved metal in solution. The analysis of variance (ANOVA) showed that the pH of the solution (1), the adsorbent mass (3), the initial concentration of metal (2), and the interaction 2×3 were statistically significant. The maximum Cu+2 removal efficiency obtained in the optimization procedure was 85.33%.

Resumo em Português:

RESUMO O sepultamento de corpos é uma atividade potencialmente poluidora. Este trabalho teve como objetivo verificar a adequação das áreas de dois cemitérios públicos à legislação ambiental e à atividade cemiterial e quantificar a concentração de metais pesados nos solos que estão sob influência desses empreendimentos. Realizou-se a caracterização físico-química do solo, com a análise de amostras testemunha de solo de cada cemitério. Também foram determinadas as concentrações dos metais pesados: cádmio, chumbo, cromo, níquel, zinco e cobre, por meio de espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua. As áreas dos cemitérios apresentam condições insatisfatórias para a retenção de íons catiônicos metálicos, com percentuais de argila variando entre 15,40 e 41,40% e de areia entre 28,75 e 66,85%. Os solos testemunha apresentaram reduzida capacidade de troca de cátions entre 12,27 e 22,73 cmolc/dm³) e elevada saturação por alumínio entre 66,74 e 90,16%. Apesar de nenhum dos cemitérios apresentar concentrações dos metais analisados acima dos limites de prevenção estabelecidos pela Resolução nº 420/2009 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, em função das características dos solos, os contaminantes podem estar sendo lixiviados para os recursos hídricos subjacentes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The burial of bodies is a potentially polluting activity. Taking this into consideration, the aim of the present study was to verify the compliance of two cemeteries with environmental legislation and to quantify the concentrations of heavy metals in soils affected by burial activities. Physicochemical characterization of the soil was performed by analyzing control samples from areas near the cemeteries. Concentrations of cadmium, lead, chromium, nickel, zinc and copper were determined using high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. The two cemeteries had unsatisfactory properties for the retention of metal cations, with clay percentages ranging from 15.40 to 41.40% and sand percentages ranging from 28.75 to 66.85%. The control samples presented low cation exchange capacity (12.27 to 22.73 cmolc/dm³) and high aluminum (Al3+) saturation (66.74 to 90.16%). Although neither of the two cemeteries had concentrations above the limits established for the metals analyzed by Resolution No. 420/2009 of the National Environment Council, the contaminants may be leaching to groundwater due to inadequate soil characteristics.

Resumo em Português:

RESUMO A representatividade da amostragem é fundamental para embasar a tomada de decisão, uma vez que a heterogeneidade da matriz é o principal fator para incerteza dos dados nos estudos de gerenciamento de áreas contaminadas. Neste estudo, coletaram-se 112 amostras de solo superficial em malha quadrada de 1 x 1 m, em uma área 15 x 6 m, no campus regional de Resende da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Anteriormente, no terreno funcionaram empresas de produção de filmes radiográficos e purificação de prata metálica. As amostras de solo foram analisadas por pXRF, método de screening para metais. Com base nos dados levantados, calculou-se, por meio de métodos estatísticos, a quantidade de amostras que permitiriam uma caracterização representativa da área, considerando um erro relativo de 20% para dois intervalos de confiança: 95 e 80%. As análises indicaram concentrações superiores aos valores de referência para os parâmetros prata, mercúrio, chumbo, selênio e zinco. Os resultados de mercúrio possivelmente referem-se a ruído espectral, não estando relacionados ao histórico de uso e ocupação. Os coeficientes de variação das concentrações dos elementos analisados variaram de 132 a 225%. Considerando uma distribuição lognormal, calcularam-se 76 amostras para o maior intervalo de confiança e 53 para o menor. Isso seria o equivalente a transectos com espaçamentos de 1,47 e 2,11 m. Os resultados ratificam a necessidade de investigações de alta resolução nas áreas fonte, conforme recomendado pela Decisão de Diretoria da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo nº 038/2017/C (DD-038).

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The representativeness of the sampling is fundamental to support decisions, since the heterogeneity of the matrix is the main factor for data uncertainty in contaminated areas management studies. In this study, 112 surface soil samples were collected in a square mesh of 1 x 1 m, in an area of 15 x 6 m, at the Campus Regional de Resende (CRR) of Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Previously, companies of radiographic films production and metallic silver purification operated in this area. The soil samples were analyzed by pXRF, a screening method for metals detection. Based on the data collected, the number of samples that would allow a representative characterization of the area was calculated, using statistical methods, considering a relative error of 20% for 80 and 95% confidence intervals. The analyses indicated concentrations higher than the reference values for the parameters silver, mercury, lead, selenium, and zinc. The results of mercury possibly refer to spectral noise, not being related to the history of use and occupancy. The coefficient of variation of the soil obtained ranged from 132 to 225%. Considering a lognormal distribution, 76 samples were calculated for the highest confidence interval and 53 for the lowest. This would be the equivalent of transects with spacings of approximately 1.47 and 2.11 m. The results confirm the need for high resolution investigations in the source areas, as recommended by the Executive Board Decision of CETESB No. 038/2017/C (DD-038).

Resumo em Português:

RESUMO A urbanização conduz ao acréscimo de superfícies de baixa permeabilidade nas bacias hidrográficas, o que resulta em aumento no volume de água pluvial escoado superficialmente nos terrenos e, consequentemente, na ampliação de poluentes carreados aos cursos de água receptores, o que pode prejudicar a qualidade de suas águas. O objetivo principal da presente pesquisa foi analisar a variação da qualidade da água ao longo do dia em um córrego impactado por área urbana por meio do índice de qualidade das águas (IQACETESB) e dos parâmetros envolvidos no seu cálculo. A coleta de amostras foi realizada uma vez ao mês, durante o período de sete meses, nos seguintes horários: 8h, 14h e 19h. No geral, foram encontradas baixas concentrações de oxigênio dissolvido e altos teores de matéria orgânica e nutrientes no córrego avaliado. A amostragem em diferentes períodos do dia foi eficiente em relação ao entendimento dos processos antrópicos que acontecem na sub-bacia estudada (e.g., lançamento de esgoto doméstico in natura e aporte intenso de fósforo no período da manhã). Além disso, foi observada uma oscilação significativa no valor do IQACETESB entre os três períodos do dia, tal como em junho de 2018: 52 (manhã) e 23 (noite). Dessa forma, a avaliação do IQACETESB conduzida em apenas um horário do dia pode deixar passar informações essenciais para os gestores ambientais, resultando em uma visão errônea do problema.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Urbanization leads to the addition of areas of low permeability in watersheds, which results in an increase in the volume of rainwater drained superficially and, consequently, in the expansion of pollutants carried to the receiving watercourses, which may impair the quality of their waters. The main objective of this research was to analyze the variation in water quality throughout the day in a stream impacted by urban areas through the water quality index (WQICETESB) and the parameters involved in its calculation. Sample collection was performed once a month, for a period of seven months, at the following times: 8:00 am, 2:00 pm, and 7:00 pm. In general, low concentrations of dissolved oxygen and high levels of organic matter and nutrients were found in the stream evaluated. Sampling at different times of the day was efficient in terms of understanding the anthropic processes that take place in the studied sub-basin (e.g., the release of fresh domestic sewage and intense phosphorus input in the morning). In addition, a significant fluctuation in the value of the WQICETESB was observed between the three periods of the day, as in June 2018: 52 (morning) and 23 (night). Thus, the evaluation of the WQICETESB conducted in only one hour of the day can pass on essential information for environmental managers, resulting in an erroneous view of the problem.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho propõe estimativas de demanda de água para cenários futuros de uso e ocupação do solo e de verticalização utilizando análises espaciais e modelagem dinâmica com base em autômatos celulares para uma fração urbana do município de Campina Grande (PB). Dados reais de uso e ocupação do solo e de verticalização dos anos de 2011 e 2018 são utilizados para identificar o processo de mudança nesses bairros. Um conjunto de variáveis estáticas e dinâmicas relacionadas é selecionado para subsidiar a parametrização do modelo e simular as mudanças no uso e ocupação do solo e na verticalização, ocorridas no período. Após a validação das simulações para o ano de 2018 com base nos dados observados, novos cenários futuros são propostos para os anos de 2040, 2070 e 2100, identificando, assim, uma tendência de ocupação com algumas características específicas, como a substituição de áreas residenciais de um ou dois pavimentos por novos empreendimentos verticais, seja residencial, empresarial ou de serviços. Dado o aumento de ocupação urbana, as demandas de água capazes de atender à população também aumentam, aumento este que se confirmou neste trabalho. Entre os anos 2018 e 2100, essa tendência de aumento foi estimada em 300%. Uma comparação de cenários futuros considerando usos convencionais e racionais de água (utilizando mecanismos poupadores) também é apresentada.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work estimates urban water demands for future land-use scenarios using spatial analysis and dynamic modeling based on cellular automata for an urban area of the city of Campina Grande, Paraíba State, Brazil. Ground truth for two dates (2011 and 2018) is used to identify the process of land-use change in these neighborhoods. Some static and dynamic variables are defined in order to support the model parameterization and to simulate the changes occurred in the period. After the validation of those simulations for 2018, based on the observed data, new future scenarios are proposed for the years 2040, 2070, and 2100, thus identifying a tendency of occupation with some specific characteristics such as the replacement of residential areas new buildings with multiple floors, whether residential, business, or services. Due to the increase in urban occupation, the water demands for attending to the population also increase. Between 2018 and 2100, this upward trend is estimated at 300%. A comparison of future scenarios considering conventional and rational water uses (using saving mechanisms) is also simulated.

Resumo em Português:

RESUMO Estudos recentes vêm demonstrando que a aplicação de cloro poderia levar à formação de trihalometanos (THM), que ocorre quando o cloro reage com a matéria orgânica natural, também denominada de precursora de THM e presente em águas naturais. A United States Environmental Protection Agency (USEPA) classificou os THM como prováveis carcinogênicos para humanos. Com o objetivo de avaliar os níveis de THM na água destinada ao abastecimento público na cidade de Cáceres/MT, foram coletadas amostras de água em três pontos distintos: P1 na água bruta, P2 na saída do reservatório e P3 na rede de abastecimento, por um período de um ano (agosto de 2018 a junho de 2019), com frequência bimestral. Além dos THM, foram monitorados os parâmetros de turbidez, cor, pH e cloro residual livre. Os resultados de água bruta demonstraram que o fenômeno natural denominado “decoada” aumentou as concentrações de turbidez e cor aparente no período enchente/cheia pelo intenso processo de decomposição que ocorre nesse momento, elevando os níveis de matéria orgânica na água bruta. Quanto à água tratada, valores de turbidez fora do preconizado foram detectados. Os níveis de THMs chegaram próximo (0,09518 mg.L-1 - P2) de atingir o VMP de 0,1 mg.L-1 em consequência da presença de precursores. Os valores de THM foram maiores em P2 pelo fato de esse ponto apresentar medição maior de cloro residual livre em relação a P3. Todavia, notou-se uma forte correlação entre THM e turbidez (p < 0,05 e R² = 0,67), o que demonstra que o parâmetro de turbidez pode ser um indicativo da presença de precursores de THM.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Recent studies have shown that the application of chlorine could lead to the formation of trihalomethanes (THM), which occurs when chlorine reacts with natural organic matter (NOM), also known as precursors of THM, present in natural waters. The United States Environmental Protection Agency (USEPA) has classified THM as probable carcinogens for humans. In order to assess the levels of trihalomethanes in water destined for public supply in the city of Cáceres, state of Mato Grosso, Brazil, water samples were collected from three different points: P1, at raw water; P2, at the outlet of the reservoir; and P3, at the supply network, for a period of one year (from August 2018 to June 2019), with bimonthly frequency. In addition to THM, the parameters of turbidity, color, pH, and free residual chlorine were monitored. The results of raw water demonstrated that the natural phenomenon called “decoada” increased the concentrations of turbidity and apparent color in the flood/spate period, due to the intense decomposition process that occurs in this period, increasing the levels of organic matter in raw water. As for treated water, turbidity values outside the recommended values were detected. THM levels (0.09518 mg.L-1 - P2) almost reached the MPV of mg.L-1, as a result of the presence of precursors. The THM values were higher in P2 because this point presents a higher concentration of free residual chlorine in relation to P3. However, there was a strong correlation between THM and turbidity (p < 0.05 and R² = 0.67), thus demonstrating that the turbidity parameter may be indicative of the presence of THM precursors.

Resumo em Português:

RESUMO A concepção dos sistemas de drenagem de águas pluviais como separador absoluto é uma característica marcante na gestão das águas urbanas, no entanto não é o reflexo da realidade de tal sistema na maioria das cidades brasileiras, onde frequentemente esgotos e águas pluviais escoam pelos mesmos condutos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi investigar as contribuições de contaminação fecal dos canais de drenagem afluentes ao Canal do Prado, pertencentes ao sistema de macrodrenagem de águas pluviais da cidade de Campina Grande, na Paraíba. Para a realização da pesquisa de campo, foram definidos sete pontos de monitoramento ao longo do canal e, como indicadores de contaminação fecal, coliformes termotolerantes, Escherichia coli e os ovos dos helmintos Ascaris lumbricoides, Taenia sp, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Enterobius vermicularis, Ancilostomideo sp e Trichuris sp. Os resultados apontaram que ovos de Ascaris lumbricoides foram os que apresentaram maior frequência nos pontos de monitoramento, relacionados à maior descarga de esgotos sanitários. Tais descargas também foram verificadas por elevados valores médios de coliformes termotolerantes que atingiram até 1,6 x 107 UFC.100 mL-1, valor típico de esgoto sanitário. Escherichia coli ocorreu em mais de 90% das amostras coletadas em todos os pontos de monitoramento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The design of rainwater drainage systems as an absolute separator is a significant feature in urban water management, however, this is not a reflection of the reality of such a system in most Brazilian cities, where sewage and rainwater often run along the same path. Therefore, the aim of this study was to investigate contributions of fecal contamination from tributary drainage channels to Canal do Prado, belonging to the urban macro-drainage system of rainwater in the city of Campina Grande, Paraíba State. For the fieldwork, seven monitoring points were set along the channel object of this study, determining thermotolerant coliforms, Escherichia coli, and helminth eggs of Ascaris lumbricoides, Taenia sp, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Enterobius vermicularis, and Trichuris sp, as fecal contamination indicators. The results pointed out that eggs of Ascaris lumbricoides were those with the highest frequency in monitoring points, being this related to the increased discharge of sewage. Such discharges were also verified by high mean values of thermotolerant coliforms that reached up to 1.6 x 107 CFU.100 mL-1, typical value of domestic sewage. Escherichia coli was present in over 90% of all samples collected from monitoring points.

Resumo em Português:

RESUMO Enormes quantidades de cinzas volantes - uma substância que não está de acordo com a classificação ASTM C618 devido às suas propriedades químicas - foram abandonadas em aterros sanitários ao redor do mundo, apesar de sua propriedade de autocimentação. Essas substâncias não têm sido usadas em aplicações de fabricação de concreto devido às suas grandes quantidades de cal livre e teores de sulfato. A cinza volante dessas usinas é despejada em aterros sanitários, causando sérios riscos ambientais. Essas cinzas são descartadas em aterros por correias transportadoras após serem umedecidas com água. Portanto, as cinzas volantes umedecidas nas áreas do aterro são hidratadas na natureza. Essa hidratação é ainda mais intensificada em aterros, pela chuva e pela neve. Assim, o teor de cal livre nas cinzas volantes diminui devido ao longo processo de hidratação. Neste trabalho, blocos de alvenaria leves foram produzidos pela mistura de cinzas volantes normais e hidratadas, ou cinza volante normal hidratada e cal sem cimento Portland. Foram determinados os valores de resistência à compressão, absorção de água, sensibilidade, densidade, porosidade e condutividade térmica das amostras produzidas. Os resultados obtidos nesses testes mostraram que blocos de alvenaria leves podem ser produzidos usando esses materiais residuais em aplicações de construção.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Huge amounts of fly ash - a substance that does not conform to the ASTM C618 classification due to its chemical properties - have been abandoned in landfills around the world, despite their self-cementing property. It has not been used in concrete making applications due to its large amounts of free lime and sulfate contents. The fly ash in these plants is dumped in landfills, causing serious environmental hazards. Fly ash is disposed to the landfills by belt conveyors after being humidified with water. Therefore, the fly ashes humidified in the landfill areas are hydrated in nature. This hydration is further intensified in landfills by rain and snow. Thus, the free lime content of fly ash decreases due to its long hydration process. In this work, the lightweight masonry blocks were produced by mixing normal and hydrated fly ashes or normal, hydrated fly ash and lime without Portland cement. The compressive strength, water absorption, sorptivity, density, porosity, and thermal conductivity values of the samples produced were determined. The results obtained from these tests showed that lightweight masonry blocks could be produced by using these waste materials in building applications.

Resumo em Português:

RESUMO O presente estudo consistiu em avaliar a eficiência dos processos de tratamento convencional de água, por meio do coagulante natural Moringa oleifera Lam, com e sem casca, para o tratamento de água bruta captada do Rio Poxim, Aracaju, SE, Brasil. Após essa avaliação, realizou-se a análise da composição química e da toxicidade do lodo. As etapas de coagulação/floculação e decantação (30 e 60 minutos) foram realizadas em jar test com o coagulante, seguidas de filtração rápida descendente. A eficácia dos coagulantes foi analisada por meio da caracterização da água nas dosagens de 100, 200, 300 e 400 mg.L-1, por meio de análises físico-químicas, englobando os parâmetros pH, cor aparente e turbidez. O lodo proveniente do tratamento, em ambas as situações em estudo, foi caracterizado em relação à composição de proteína, amido e lipídio, além de ter sido verificada a toxicidade do resíduo por intermédio do crescimento e da germinação da Lactuca sativa. Como resultado, a moringa demonstrou potencial no tratamento de água pra consumo humano, principalmente o extrato de moringa com casca, tendo como dosagem ótima 300 mg.L-1 tanto para os parâmetros de cor quanto para a turbidez. Em relação ao pH, constatou-se que os tratamentos não promoveram variação significativa em relação aos valores da água bruta. Quanto à caracterização do lodo, foi possível verificar que em sua constituição há presença tanto de lipídio quanto de proteínas e ausência de amido; além disso, seu resíduo apresentou-se como atóxico para o meio ambiente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The present study aimed at evaluating the efficiency of conventional water treatment processes using the natural coagulant Moringa oleifera Lam, with and without shell, for the treatment of raw water captured in the Poxim River, Aracaju, state of Sergipe, Brazil. After this evaluation, the chemical composition of the sludge and its toxicity was analyzed. The stages of coagulation/flocculation and decanting (30 and 60 min) were performed in jar test with the coagulant, followed by rapid descending filtration. The effectiveness of the coagulants was analyzed by the characterization of the water in dosages of 100, 200, 300, and 400 mg.L-1, according to physicochemical analyses, including the parameters pH, apparent color, and turbidity. The treatment sludge, in both situations under study, was characterized in relation to the composition of protein, starch and lipid, in addition to verifying the toxicity of the residue by the growth and germination of Lactuca sativa. As a result, moringa showed potential in the treatment of water for human consumption, mainly the extract of moringa in shell, with an optimal dosage of 300 mg.L-1 for both color and turbidity parameters. Regarding pH, the treatments did not promote significant variation in the raw water values. In terms of sludge characterization, the presence of lipids and proteins was verified, but not that of starch. In addition, the sludge residue was considered nontoxic to the environment.

Resumo em Português:

RESUMO Balanço hídrico é uma análise realizada com base em estudos sobre as entradas e saídas de água de uma bacia hidrográfica, e que tem grande importância por identificar o regime hidrológico e as possibilidades de utilização da bacia. Neste trabalho foi realizado o balanço hídrico de uma secção de bacia hidrográfica localizada no oeste do Paraná, em uma área de plantio de eucaliptos para corte, obtendo-se também os valores para o escoamento superficial por meio do método racional.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Water balance consists in an analysis carried out based on studies on the inflows and outflows of a hydrographic basin, which is fundamental to identify the hydrological regime and the possibilities of using this basin. This study aims to verify the water balance of a section of a hydrographic basin located in Western Paraná, Brazil, in addition to obtaining the values for runoff by the rational method.

Resumo em Português:

RESUMO A captação de água doce para subsidiar as atividades agrícolas é estimada em 70% do consumo mundial. Na região oeste da Bahia, maior polo agrícola do estado, verifica-se o uso intensivo de água para a produção de commodities agrícolas. Em regiões com elevada demanda de água, a quantificação do uso desse recurso pode ser realizada utilizando indicadores da pressão antrópica, como a Pegada Hídrica. Deste modo, este trabalho determinou as Pegadas Hídricas das culturas de soja, algodão e milho produzidas na região oeste do Estado da Bahia. A fim de se determinar a Pegada Hídrica foram utilizados dados das características ambientais e de produção das culturas na região, os quais foram obtidos de diferentes instituições públicas e privadas do país. O cálculo das Pegadas Hídricas das culturas foi realizado pela soma das componentes verde, azul e cinza. A Pegada Hídrica média entre 2012 e 2017 para a soja correspondeu a 1.972,3 m3 t-1, sendo a do algodão de 1.825,2 m3 t-1 e a do milho de 512,4 m3 t-1. Na análise dos resultados obtidos e na comparação com os valores de Pegada Hídrica de outras regiões, demonstrou-se que as condições edafoclimáticas da região oeste da Bahia são propícias ao desenvolvimento dessas culturas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Water catchment to subsidize agricultural activities is estimated at 70% of world consumption. In the western region of Bahia, the main agricultural center of the state, there is intensive use of water for the production of agricultural commodities. In regions with high water demand, quantification of the use of this resource can be performed using anthropic pressure indicators, such as the Water Footprint. Thus, this work determined the Water Footprint of the soybean, cotton, and corn crops produced in the western region of Bahia State. In order to determine the Water Footprint, data of the environmental characteristics and crop production in the region were used, were obtained from different Brazilian public and private institutions. The calculation of Water Footprint of the crops was performed by the sum of the green, blue, and gray components. The average Water Footprint between 2012 and 2017 for soybean corresponded to 1,972.3 m3 t-1, with cotton at 1,825.2 m3 t-1, and corn 512.4 m3 t-1. The analyses of the results and the comparison with the values of the Water Footprint of other regions demonstrate that the edaphoclimatic conditions of the western region of Bahia are propitious to the development of these crops.

Resumo em Português:

RESUMO A evapotranspiração de referência é uma componente muito importante do balanço hídrico e sua estimativa é essencial para execução de projetos agrícolas e ambientais, estudos de balanço hídrico, projetos e manejo de irrigação, modelagem de processos climatológicos e planejamento do gerenciamento dos recursos hídricos. O método de Penman-Monteith é considerado pela Food and Agriculture Organization of the United Nations como padrão para estimar a evapotranspiração de referência, contudo, dada a dificuldade de se obter um número grande de variáveis meteorológicas que são empregadas nesse método, tem-se utilizado vários outros métodos para estimar a evapotranspiração de referência. O presente trabalho teve como objetivo comparar, por meio de valores diários e mensais estimados pelo método de Penman-Monteith, o desempenho dos métodos de Thornthwaite, Hargraves-Samani, Makkink, Blaney-Criddle, Camargo e Jensen-Haise para o município de São José dos Ausentes, no Rio Grande do Sul. Os dados utilizados para estimar a evapotranspiração de referência foram obtidos pelo sistema Agritempo, que armazena e disponibiliza os dados da estação meteorológica automática do Instituto Nacional de Meteorologia. Os resultados apontam que o método de Blaney-Criddle foi o que apresentou os melhores resultados nas escalas tanto diária quanto mensal, seguido pelo método de Jensen-Haise, na escala mensal. Já os métodos que apresentaram os piores desempenhos foram o de Thorntwaite e Camargo, sendo classificados com desempenho “sofrível” na escala mensal e como “péssimo” e “mau”, respectivamente, na escala diária.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Reference evapotranspiration is a very important component of the water balance and its estimation is essential for the execution of agricultural and environmental projects, for studies of water balance, irrigation projects and management, modeling of climatological processes and planning of water resources management. The Penman-Monteith method is considered by the Food and Agriculture Organization of the United Nations as a standard for estimating reference evapotranspiration; however, due to the difficulty of obtaining a large number of meteorological variables that are employed in this method, several other methods have been used to estimate the reference evapotranspiration. The present coursework had the objective to compare the performance of the Thornthwaite, Hargraves-Samani, Makkink, Blaney-Criddle, Camargo, and Jensen-Haise methods for the municipality of São José dos Ausentes, using daily and monthly values estimated by the Penman-Monteith method. The data used to estimate the reference evapotranspiration were obtained through the Agritempo system, which stores and makes available the data of the automatic meteorological station of the National Meteorological Institute. The results show that the Blaney-Criddle method presented the best results, both daily and monthly, followed by the Jensen-Haise method in the monthly scale. On the other hand, the methods that presented the worst performances were those of Thorntwaite and Camargo, classified as “poor” on the monthly scale, and as “terrible” and “bad”, respectively, on the daily one.