Master of Science / Department of Civil Engineering / David R. Steward / Accurate modeling of the High Plains Aquifer depends on the availability of good data that represents and quantities properties and processes occurring within the aquifer. Thanks to many previous studies there is a wealth of good data available for the High Plains Aquifer but one key component, groundwater-surface water interaction locations and rates, is generally missing. Without these values accurate modeling of the High Plains Aquifer is very difficult to achieve. This thesis presents methods for simplifying the modeling of the High Plains Aquifer using a sloping base method and then applying mathematical optimization techniques to locate and quantify points of groundwater-surface water interaction. The High Plains Aquifer has a base that slopes gently from west to east and is approximated using a one-dimensional stepping base model. The model was run under steady-state predevelopment conditions using readily available GIS data representing aquifer properties such as hydraulic conductivity, bedrock elevation, recharge, and the predevelopment water level. The Levenberg-Marquardt and particle swarm algorithms were implemented to minimize error in the model. The algorithms reduced model error by finding locations in the aquifer of potential groundwater-surface water interaction and then determining the rate of groundwater to surface water exchange at those points that allowed for the best match between the measured predevelopment water level and the simulated water level. Results from the model indicate that groundwater-surface water interaction plays an important role in the overall water balance in the High Plains Aquifer. Findings from the model show strong groundwater-surface water interaction occurring in the northern basin of the aquifer where the water table is relatively shallow and there are many surface water features. In the central and southern basins the interaction is primarily limited to river valleys. Most rivers have baseflow that is a net sink from groundwater.

Tradable permits are currently among the most frequently used market-based instruments of environmental protection. The aim of my work is this tool to explore and then implement the water management in the Czech Republic. I'm going to try to answer the fundamental question is whether a tool that can be in our legal environment to apply to the taking of surface water for industrial use? This method of solution is used, especially abroad, especially in the U.S. and Australia. I'm going to use the literature and resources in this particular part of the world. In my work I rely on both scientific literature and articles written on this subject and obtained from the primary sources of research systems in other countries. The analysis of the Czech environment, the focus on water authorities and companies to individual basins, which are according to our laws the central government in this matter.

Este estudo apresenta o desenvolvimento da metodologia de extração em fase sólida e separação em cromatográfica líquida acoplada a espectrometria de massas em sequencia, SPE-LC-MS/MS, para a determinação de 21 (vinte e um) fármacos pertencentes a diferentes classes terapeuticas, 1 (uma) droga de abuso e seu principal metabólito, em amostras de água superficial. A separação cromatográfica foi otimizada estudando o desempenho de fases estacionárias e fases móvies. A quantificação dos compostos selecionados foi realizada com a ionização por eletronebulização (electrospray ionization- ESI) e o espectrômetro de massas operando no modo de Monitoramento de Múltiplas Reações (Multiplas Reaction Monitoring- MRM). A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando os parâmetros de seletividade, efeito de matriz, faixa de trabalho, linearidade, limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão, exatidão, recuperação e robustez. A validação da metodologia permitiu a sua aplicação na avaliação da distribuição dos 23 compostos selecionados, nas águas da represa Guarapiranga, um dos principais sistemas produtor de água potável da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A presença desses poluentes nos ambientes aquáticos é proveniente da liberação direta do esgoto urbano das habitações do seu entorno, como consequência do precário sistema de saneamento básico. As águas da represa Guarapiranga foram avaliadas em 14 (quatorze) locais estrategicamente escolhidos e amostradas durante 3 (três) campanhas de coleta de amostra (agosto de 2011, setembro de 2012 e abril de 2013). Nessas amostras foram quantificados acetaminofeno (9,6 - 254 ng L-1), atenolol (8,5 177 ng L-1), benzoilegonina (7,9 139 ng L-1), cafeína (27 27386 ng L-1), carbamazepina (12 358 ng L-1), clortalidona (9,4 35 ng L-1), cocaína (12,8 2650 ng L-1), diclofenaco (8 35 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartana (6,7 114 ng L-1) e valsartana (9,7 - 47 ng L-1). O ponto de coleta denominado de GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) foi a região que apresentou os valores mais elevados quanto ao nível de concentração dos compostos avaliados e ao índice de risco integrado de poluição química aquática (Integrated Risk Index of Chemical Aquatic Pollution IRICAP). O estudo também foi realizado em amostras de água de reservatórios das Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) 5 e 6 do Estado de São Paulo. Os resultados demonstraram que o uso e a ocupação do solo influenciam diretamente na qualidade da água dos reservatórios, evidenciando a necessidade de implementar melhorias no sistema de coleta de esgoto e de ocupação irregular para evitar a contaminação e o descarte inadequado em ambientes aquáticos. / This study presents the development of the methodology of solid phase extraction and liquid chromatography - tandem mass spectrometry, SPE-LC-MS/MS, for the determination of 21 (twenty one) pharmaceuticals belonging to different therapeutic groups, 1 (one) illicit drug and its major metabolite, in surface water samples. The chromatographic separation was optimized by studying the performance of different stationary and mobile phases. Quantitation of selected compounds was performed by electrospray ionization (ESI) and the mass spectrometer operating in a multiple reaction monitoring (MRM) mode. The validation of the proposed methodology was performed using the parameters of selectivity, matrix effect, dynamic range, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision, accuracy, recovery and robustness. The validation of methodology allowed to apply the methodology in the evaluation of the distribution of the 23 (twenty one) selected compounds, in Guarapiranga Dam waters, an of the major producer system of drinking water of the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP). The presence of these pollutants in aquatic environments is from the direct release of urban sewage from the homes of your surroundings, as a result of poor sanitation system. The waters of Guarapiranga dam were evaluated in 14 (fourteen) locations strategically chosen and sampled in 3 (three) campaigns of sample collection (August 2011, September 2012 and April 2013). In these samples were quantified acetaminophen (9.6 - 254 ng L-1), atenolol (8.5 - 177 ng L-1), benzoylegonine (7.9 - 139 ng L-1), caffeine (27 - 27386 ng L-1) carbamazepine (12 - 358 ng L-1), chlorthalidone (9.4 - 35 ng L-1), cocaine (12.8 - 2560 ng L-1), diclofenac (8 - 36 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartan (6.7 - 114 ng L-1) and valsartan (9.7 - 47 ng L-1). The sample siting GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) was the region with the highest values in the level of concentration of the target compounds and the integrated risk index of chemical aquatic pollution (IRICAP). The study was also conducted on water samples from reservoirs of the UGRHI (Unit of Water Resources Management) 5 and 6, State o São Paulo. The results showed that the use and occupation of land directly influence the reservoir water quality highlighting the need to implement improvements in sewage collection system and illegal occupation to prevent contamination and the improper disposal in aquatic environments.

As doenças de veiculação hídrica, sobretudo aquelas causadas por protozoários intestinais, emergiram como um dos principais problemas de saúde pública. Diferentes aspectos são abordados sobre a biologia e a epidemiologia dos principais protozoários parasitas de transmissão hídrica. Cryptosporidium está descrito como um importante parasita associado a casos de surtos de veiculação hídrica e alimentos no mundo. A epidemiologia complexa desse protozóario e o fato de que a maioria das espécies e genótipos não pode ser diferenciada morfologicamente, aumentam o interesse por metodologias sensíveis e rápidas na detecção de espécies responsáveis pela infecção em humanos. Neste estudo foram avaliadas 50 amostras de água bruta superficial, coletadas no Rio São Lourenço da Serra (P1A) e Represa de Guarapiranga (P2A) e 50 de esgoto bruto coletadas em São Lourenço da Serra (P1E) e no poço vertical de Taboão da Serra (P2E) entre os meses de janeiro e dezembro de 2013. O isolamento dos oocistos na água foi realizado pelo Método 1623.1 e as amostras de esgoto bruto por centrifugação, separação imunomagnética (IMS). A caracterização genotípica ocorreu por meio da nested PCR, clonagem e sequenciamento com base no gene 18S rRNA comum a todas as espécies de Cryptosporidium. O ensaio de PCR em tempo real (qPCR) foi avaliado simultaneamente para detecção e quantificação de oocistos nas amostras. De acordo com os resultados obtidos pela nested PCR, Cryptosporidium foi detectado na água bruta superficial em 12 por cento (3/25) no manancial P1A e 16 por cento (4/25) no P2A. No esgoto bruto o parasito foi detectado em 20 por cento (5/25) das amostras no ponto P1E e 24 por cento (6/25) no poço vertical P2E. A qPCR detectou 52 por cento (0,79 a 1,85 oocistos/L) de amostras positivas no manancial P1A e o parasito foi detectado em 64 por cento (0,72 a 1,4 oocistos/L) no manancial P2A. No esgoto bruto 72 por cento das amostras foram positivas tanto no ponto P1E (7 a 655 oocistos/L) como no P2E (5 a 519 oocistos/L). A caracterização molecular permitiu a identificação de C. parvum e C. hominis na água bruta superficial, e C. hominis, C. parvum, e C. muris no esgoto bruto. As espécies do gênero Cryptosporidium identificadas neste estudo apresentam expressiva relevância para o desenvolvimento da doença humana. Neste sentido, as metodologias de concentração e caracterização empregadas nas análises demonstraram no geral, o potencial para aplicação em estudos de vigilância ambiental e foram úteis na diferenciação de espécies patogênicas. A presença de C. muris associada às espécies antroponóticas identificadas auxiliou na investigação de prováveis fontes de contaminação no ambiente confirmando a necessidade da expansão de medidas efetivas para proteção destes mananciais. / Waterborne diseases, especially those caused by intestinal protozoa, have emerged as a major public health problem. Different aspects are addressed on the biology and epidemiology of most waterborne protozoan parasites. Cryptosporidium is described as an important parasite associated with cases of waterborne and food outbreaks in the world. The complex epidemiology of this protozoan, as well as the fact that most species and genotypes cannot be differentiated morphologically, increase the interest for sensitive and rapid methods for the detection of species responsible for infection in humans. In this study, 50 samples of raw surface water were collected from São Lourenço River (P1A) and Guarapiranga Dam (P2A), and 50 samples of raw sewage were collected from São Lourenço da Serra (P1E) and from Taboão da Serras vertical well (P2E), between January and December of 2013. The isolation of oocysts in water was carried out by the USEPA Method 1623.1 and raw sewage samples were processed by centrifugation, immunomagnetic separation (IMS). Genotypic characterization occurred by nested PCR, cloning and sequencing based on 18S rRNA gene, which is common to all Cryptosporidium species. Real time PCR assays (qPCR) were carried out both for detection and quantification of oocysts simultaneously in the samples. According to the results obtained by nested PCR, Cryptosporidium was detected in raw surface water in 12 per cent (3/25) of samples at P1A and in 16 per cent (4/25) at P2A. In raw sewage the parasite was detected in 20 per cent (5/25) of samples at P1E and 24 per cent (6/25) in P2E vertical well. qPCR detected 52 per cent (0.79 to 1.85 oocysts/L) of positive samples at P1A, while the parasite was detected in 64 per cent (0.72 to 1.4 oocysts/L) of samples at P2A water supply. Regarding raw sewage, 72 per cent of samples were positive both at P1E (7 to 655 oocysts/L) and P2E (5 to 519 oocysts/L Molecular characterization allowed the identification of C. parvum and C. hominis in raw surface water, and C. hominis, C. parvum and C. muris in raw sewage. Cryptosporidium species identified herein belong to a group of organisms of significant relevance in waterborne diseases. Therefore, concentration and characterization methodologies applied in our analyses showed to be useful for environmental surveillance studies, as well as they were useful in the differentiation of human pathogens. The presence of C. muris associated to anthroponotic species helped in the investigation of likely contamination sources in the environment, confirming the need of expansion in effective measures to protect these water supplies.

A água é um importante recurso natural que contribui para melhorias no bem-estar social e desenvolvimento inclusivo. A presença de produtos químicos, rejeitos radioativos e agentes infecciosos pode comprometer a qualidade desse recurso, afetando a biodiversidade e a subsistência de milhões de pessoas. A Ecotoxicologia Aquática é uma ciência que surgiu para dar suporte no enfrentamento dos problemas de contaminação dos corpos d\'água por compostos tóxicos. Seus instrumentos de análise são capazes de avaliar a toxicidade de compostos químicos, sinalizando os potenciais efeitos ecotoxicológicos e seus mecanismos de ação em organismos vivos em ambientes impactados. A Bacia Hidrográfica do Rio Pardo (UGRHI 04) abrange 27 municípios com um importante contingente populacional (1.092.477 habitantes), inserido em uma região cuja prática agrícola baseia-se na cultura de cana-de-açúcar para a produção de etanol e açúcar. Dentro desse contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a toxicidade para organismos bioindicadores de amostras de água superficial do Rio Pardo, principal afluente da Bacia Hidrográfica do Rio Pardo. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis e Vibrio fischeri, e toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia. Adicionalmente, analisaram-se Oxigênio Dissolvido (OD), pH e Temperatura da água. Os resultados obtidos mostraram que, os parâmetros físico-químicos analisados estão de acordo com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005 [OD (>= 5 mgO2/L); pH (6 a 9)]. Nos ensaios de toxicidade aguda realizados com Daphnia similis, tanto na estação chuvosa quanto na estação seca, não observou-se toxicidade sobre os organismos testados. Todas as amostras foram classificadas como Não Tóxicas (NT). Nos ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, na estação chuvosa, nenhuma das amostras analisadas apresentou toxicidade. Das amostras analisadas na estação seca, 50% apresentaram Efeito Crônico (EC); os resultados mostraram diferença estatisticamente significante entre o número médio de neonatos produzidos por adulta no grupo controle (19,2) e nas amostras dos pontos de coleta 2 (10,7), 3 (10,5) e 5 (8,1). No entanto, não houve diferença estatisticamente significante nas amostras dos pontos de coleta 1 (13,7), 4 (12,3) e 6 (14,3), classificadas como NT. A comparação entre os resultados obtidos no presente estudo, nos ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, mostrou similaridade com a série histórica de dados (2010-2015) fornecida pela Agência Ambiental do Governo do Estado de São Paulo (CETESB). Nos ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, nas estações chuvosa e seca do ano de 2016, não observou-se toxicidade sobre a bactéria após os períodos de 5 e 15 minutos de exposição; todas as amostras foram classificadas como NT. Apesar do Rio Pardo estar inserido em área com reconhecido uso de produtos agrícolas e pouca proteção de Áreas de Preservação Permanente (APP), os resultados mostraram toxicidade apenas para o organismo Ceriodaphnia dubia, na estação seca do ano de 2016, possivelmente relacionada com a diminuição da vazão média e a concentração de poluentes na água. Cabe destacar a importância da manutenção do monitoramento periódico pela CETESB, considerando o Art. 14 da Resolução CONAMA 357/2005, que prevê a \"não verificação de efeito tóxico crônico a organismos\" para águas doces de Classe 1 e 2 no contexto brasileiro. / Water is an important natural resource that contributes to improvements in social well-being and inclusive development. The presence of chemicals, radioactive waste and infectious agents can compromise the quality of this resource, affecting the biodiversity and livelihoods of millions of people. Aquatic Ecotoxicology is a science that has emerged to support the problems of contamination of water bodies by toxic compounds. Its analytical instruments are able to evaluate the toxicity of chemical compounds, signaling the potential ecotoxicological effects and their mechanisms of action in living organisms in impacted environments. The Pardo River Hydrographic Basin (UGRHI 04) covers 27 municipalities with a significant population (1.092.477 inhabitants), inserted in a region whose agricultural practice is based on the cultivation of sugarcane for the production of ethanol and sugar. In this context, the objective of the study was to evaluate the toxicity to bioindicators organisms of surface water samples of the Pardo River, main tributary of the the Pardo River Hydrographic Basin. Acute toxicity tests were performed with Daphnia similis and Vibrio fischeri, and chronic toxicity with Ceriodaphnia dubia. In addition, dissolved oxygen (DO), pH and water temperature were analyzed. The obtained results showed that the physical-chemical parameters analyzed are in accordance with the limits established by CONAMA Resolution 357/2005 [DO (>= 5 mgO2 / L); pH (6 to 9)]. In the acute toxicity tests performed with Daphnia similis, both in rainy season and in dry season, no toxicity was observed on the organisms tested. All samples were classified as Non-Toxic (NT). In the chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia in the rainy season none of the analyzed samples presented toxicity. Of the samples analyzed in the dry season, 50% presented Chronic Effect (CE); The results showed a statistically significant difference between the mean number of neonates produced by the adult in the control group (19,2) and the collection points 2 (10,7), 3 (10,5) and 5 (8,1). However, there was no statistically significant difference in the samples from collection points 1 (13,7), 4 (12,3) and 6 (14,3), classified as NT. The comparison between the results obtained in the present study in the chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia showed similarity with the historical data series (2010-2015) provided by the Environmental Agency of the State of São Paulo (CETESB). In the acute toxicity tests performed with Vibrio fischeri in the rainy and dry seasons of 2016, no toxicity was observed on the bacteria after periods of 5 and 15 minutes of exposure; All samples were classified as NT. Although Rio Pardo is inserted in an area with recognized use of agricultural products and little protection from Permanent Preservation Areas (PPA), the results showed toxicity only for the Ceriodaphnia dubia organismo, in the dry season of 2016, possibly related to the decrease in average flow and the concentration of pollutants in the water. It is important to highlight the importance of Maintenance of periodic monitoring by CETESB, considering Art. 14 of CONAMA Resolution 357/2005, which provides for \"non-verification of chronic toxic effect to organisms\" for Class 1 and 2 fresh waters in the Brazilian context

Introduits dans l’environnement par l’intermédiaire de sources ponctuelles et diffuses, les virus et les bactériophages entériques peuvent se propager dans les cours d’eau par l’intermédiaire de différentes voies de dissémination. Détectées à la fois dans les eaux de surface et les sédiments des rivières, ces particules virales demeurent inertes dans le milieu hydrique. Leur propagation dépend donc uniquement des nombreuses interactions qu’elles partagent avec leur environnement. Qui plus est, la contamination virale des ressources en eau semble étroitement liée aux variations hydro-climatologiques. Mais malgré les connaissances déjà acquises à ce sujet, de multiples zones d’ombre subsistent concernant les variables et facteurs contrôlant le comportement in situ des particules virales dans le milieu hydrique. L’objectif de ce travail a donc été de définir le transport et le devenir des bactériophages ARN F-spécifiques dans une rivière en fonction de leurs caractéristiques propres et des conditions hydro-climatologiques. L’application de stratégies et méthodologies originales, tirées du domaine de l’hydrologie comme l’utilisation du temps de résidence de la masse d’eau ou l’échantillonnage automatique à haute fréquence, a permis d’étudier les comportements des bactériophages ARN F-spécifiques in situ. L’influence des facteurs environnementaux et plus particulièrement de la température de l’eau et du débit de la rivière sur la propagation et la survie in situ de ces particules infectieuses dans la colonne d’eau a été démontrée. Dans les sédiments, une distribution spatiale des bactériophages ARN F-spécifiques infectieux a été mise à jour. Cette particularité a pu être comprise et déchiffrée grâce à la combinaison de la caractérisation du sédiment et de l’étude du comportement d’attachement des quatre génogroupes. Les transferts de particules virales entre la colonne d’eau et les sédiments ont également pu être mis en exergue et s’avèrent être fortement dépendants des conditions hydro-climatologiques. Ainsi, la dynamique des bactériophages ARN F-spécifiques a pu être mieux appréhendée, et de même, les origines et la nature de la pollution virale ont été mieux discernées lors d’événements de crues. L’ensemble de ces résultats permet de compléter le puzzle de la dynamique des bactériophages ARN F-spécifiques dans la rivière. Les nouvelles approches expérimentales et méthodes d’analyse mises en place devraient permettre d’aboutir à une meilleure évaluation des risques viraux pour la santé humaine liés à l’utilisation des ressources en eau / Introduced into the environment through point and diffuse sources, enteric viruses and bacteriophages can be spread in watercourses via various dissemination routes. Detected in both surface water and river sediment, these viral particles remain inert in environmental water. Their spread is governed by many interactions that they have with their direct environment. Moreover, viral contamination of water resources is closely related to hydro-climatological variations. Despite the important knowledge already reported on this subject, many grey areas remain about the variables and factors controlling the in situ behavior of viral particles in environmental water. The aim of this study was therefore to define the transport and fate of F-specific RNA bacteriophages in a river according to their intrinsic characteristics and hydro-climatological conditions. The application of innovative strategies and methodologies from the hydrological science domain, such as the use of the residence time of the river water mass or high frequency automatic sampling, allowed studying the in situ behavior of F-specific RNA bacteriophages. The influence of environmental factors, especially water temperature and flow rate, has been demonstrated to have an impact on the in situ propagation and survival of infectious viral particles in the water column. Furthermore, the spatial distribution of infectious F-specific RNA bacteriophages was underlined in sediments. The accurate characterization of sediment and the study of the attachment capacity of the four genogroups explained this specific distribution. Finally, transfers of viral particles between the water column and sediment was highlighted and appeared to be highly dependent on hydro-climatological conditions. Besides the gained knowledge of the dynamics of F-specific RNA bacteriophages, the sources and origins of viral pollution of streams during rain and flood events were elucidated. This work helps completing the jigsaw puzzle on presence and transmission of F-specific RNA bacteriophages in river systems. The novel experimental approach further enhances human health-dependent viral risk evaluation linked to water resource utilization and management

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RENATO FONSECA.pdf: 2617015 bytes, checksum: 4bff74d55b32a6bdf1100480e1aa9d39 (MD5) Previous issue date: 2014-03-07 / Emerging micropollutants are characterized as potential risk factors for the environment and for human health. Among these micropollutants is Triclosan (TCS), with antimicrobial action that has been widely used mainly in personal care products which in the environment can affect the biota and produce bacterial resistance. This study aimed to evaluate the presence of TCS in surface waters and effluent from the Sewage Treatment Plant (STP). Surface water samples were collected (10 samples) in the urban area of the city of Ponta Grossa in Arroio Pilão de Pedra (point 1), the Rio Verde upstream (point 2) and downstream (point 3) of the ETE and effluent samples collected within the ETE Rio Verde before (point 4) and after anaerobic treatment (point 5), thus evaluating the effluent itself and the presence of TCS. Physical and chemical evaluations were also conducted on points 1, 2 and 3 in order to verify the quality of the aquatic environment. The techniques used for the physical-chemical evaluations were based on Molecular Spectroscopy UV absorption, which are all carried out in triplicate. As for the determination of TCS, a high performance chromatography liquid was employed (HPLC) preceded by pre-concentration in the solid state with the technique being implemented after validation. The chromatographic analyzes were performed employing a chromatograph Allcrom YL9100 with C-18 (250 mm x 4.6 mm x 5 m), mobile phase acetonitrilal / water (65:35) with isocratic elution and UV-Vis detector. The solvents used are all HPLC grade and ultrapure Milli-Q water . The chromatographic analyzes were performed under a flow (output) of 1mL/min, injection volume 400 μL, average pressure of 2360 psi and a temperature of 30 º C. The pre-concentration of the samples was performed using the technique of solid phase extraction (SPE) using cartridges C18/18 Applied Separations. The physical-chemical evaluation of the samples collected in the Green River showed a decline in the quality of the water after disposal of treated effluent. High biochemical oxygen demand (BOD) and high chemical oxygen demand (COD), high concentrations of total organic carbon (TOC), surfactants (SFT) and total phosphorus (TPHO), as well as reduced levels of dissolved oxygen (DO) were observed in the Rio Verde downstream of ETE. The Arroio Pilão de Pedra showed similar characteristics to the Rio Verde after disposal of treated effluent. TCS was detected in two of the selected points for the chromatographic analysis (points 3 and 4) at concentrations averaging 33, 23ug L-1 points. The results demonstrate a relationship between waters impacted by raw sewage or the effluent of ETE inflow, and the presence of TCS. / Os micropoluentes emergentes são caracterizados como potenciais fatores de riscos ambientais e de problemas para a saúde humana. Dentre estes micropoluentes, está o Triclosan (TCS), que com ação antimicrobiana vem sendo amplamente utilizado principalmente em produtos de higiene pessoal, mas que no ambiente pode afetar a biota e produzir resistência bacteriana. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a presença de TCS em águas superficias e efluente de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE). Amostras de águas superficiais foram coletadas (10 coletas) na área urbana da cidade de Ponta Grossa no Arroio Pilão de Pedra (ponto 1), no Rio Verde a montante (ponto 2) e a jusante (ponto 3) da ETE, e amostras de efluente coletadas no interior da ETE Rio Verde antes (ponto 4) e após tratamento anaeróbio (ponto 5), avaliando assim o próprio efluente quanto a presença de TCS. Avaliações físico-químicas também foram realizadas nos pontos 1, 2 e 3 com a finalidade de verificar a qualidade do ambiente aquático. As técnicas utilizadas para as avaliações físico-químicas estiveram baseadas na Espectroscopia de Absorção Molecular no Ultravioleta (UV), sendo todas estas realizadas em triplicata. Já para a determinação do TCS empregou-se cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) precedida de pré-concentração em fase sólida, sendo a técnica implantada após validação. As análises cromatográficas foram realizadas empregando-se um cromatógrafo Allcrom YL9100 com coluna C-18 (250 mm x 4,6 mm x 5 m), fase móvel acetonitrilal/água (65:35), com eluição isocrática e detector UV-Vis. Os solventes utilizados são todos grau HPLC e a água ultra-pura Milli-Q. As análises cromatográficas foram realizadas sob um fluxo (vazão) de 1mL/min, volume de injeção de 400 μL, pressão média de 2360 psi e temperatura de 30ºC. A pré-concentração das amostras foi realizada através da técnica de extração em fase sólida (EFS) empregando cartuchos C18/18 Applied Separations. A avaliação físico-química das amostras coletadas no Rio Verde mostrou declínio da qualidade da água após descarte de efluente tratado. Alta demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e alta demanda química de oxigênio (DQO), concentrações elevadas de carbono orgânico total (COT), surfactantes (SFT) e fósforo total (FOST), assim como níveis reduzidos de oxigênio dissolvido (OD) foram verificados no Rio Verde a jusante da ETE. O Arroio Pilão de Pedra apresentou características semelhantes ao Rio Verde após descarte do efluente tratado. O TCS foi detectado em dois dos pontos selecionados para análise cromatográfica (pontos 3 e 4) em concentrações médias de 33, 23ug L-1. Os resultados demonstram uma relação entre águas impactadas por esgoto bruto ou pelo aporte de efluente da ETE, e a presença de TCS.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-15T18:56:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Alana Deduck.pdf: 2321180 bytes, checksum: 2809c5488f4ec75ecf2a60424fafa5e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T18:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Alana Deduck.pdf: 2321180 bytes, checksum: 2809c5488f4ec75ecf2a60424fafa5e0 (MD5) Previous issue date: 2018-04-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O índice de qualidade da água (IQA) é uma importante ferramenta para avaliar o status da qualidade da água; sintetizando as informações fornecidas por parâmetros físicos, químicos e biológicos. Este trabalho teve como objetivo geral a elaboração e aplicação de um índice de qualidade da água em conformidade com a legislação brasileira. Para o desenvolvimento de um novo índice, denominado IQAc, vinculou-se a informação dos parâmetros que o compõe e a praticidade de cálculo à legislação vigente no Brasil. Para tanto, foram selecionadas 30 estações de monitoramento da água, nos domínios da unidade hidrográfica do Alto Iguaçu- Paraná, Brasil. A estes dados, aplicaram-se três metodologias de cálculo de IQAs: o método NSF (IQANSF), Bascarán (IQAb) e o método proposto nesta pesquisa denominado Bascarán-CONAMA (IQAc). Os índices foram comparados nos diferentes períodos pluviométricos e estações do ano. Posteriormente, o IQAc foi aplicado nas Bacias Hidrográficas do Rio Tibagi e do Rio das Cinzas, localizadas no Estado do Paraná, onde foram definidos 24pontos de monitoramento da água, monitorados entre julho de 2014 e junho de 2016.Foram realizadas ponderações sob um ponto de vista pluviométrico de períodos anuais mais chuvoso e menos chuvoso, bem como numa perspectiva sazonal. Foram elaborados mapas georreferenciados, utilizando o método de interpolação do Inverso da Distância Ponderada (IDW), a fim de obter a distribuição espacial dos valores estimados. Análises estatísticas foram realizadas ao nível de significância de 1%. A partir dos resultados obtidos nesta pesquisa, pôde-se concluir que o novo índice de qualidade da água desenvolvido se demonstrou adequado para avaliação de qualidade da água. Observou-se que o desenvolvimento de IQAs em função da regionalidade é um aspecto importante para avaliação da qualidade da água nos corpos hídricos. Foi constatado que a qualidade da água na área avaliada dos rios Tibagi e Cinzas está em conformidade com os requisitos mínimos de qualidade da água que constam na legislação brasileira para rios Classe 2. Foi concluído que o fator sazonal não exerceu influência significativa na qualidade da água, uma vez que na comparação tanto entre períodos pluviométricos, quanto entre as estações do ano, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas nos pontos de monitoramento. / The water quality index (WQI) is an important tool for assessing the status of water quality; synthesizing the information provided by physical, chemical and biological parameters. This work had as general objective the elaboration and application of a water quality index in accordance with the Brazilian legislation. For the development of a new index, denominated IQAc, the information of the parameters that compose it and the practicality of calculation was linked to the legislation in force in Brazil. For this purpose, 30 water monitoring stations were selected, in the domains of the hydrographic unit of Alto Iguaçu- Parana, Brazil. To these data, three methodologies for calculating WQIs were applied: the NSF method (NSFWQI), Bascarán (WQIb) and the method proposed in this research denominated Bascarán-CONAMA (IQAc). The indices were compared in different pluviometric periods and seasons. Subsequently, the IQAc was applied to the Hydrographic Basins of the Tibagi River and the Cinzas River, located in the State of Parana, where 24 water monitoring points were monitored from July 2014 to June 2016.Ponderations were made from a viewpoint of more and less rainy annual periods, as well as a seasonal perspective. Georeferenced maps were elaborated using the Weighted Distance Inverse (IDW) interpolation method, in order to obtain the spatial distribution of the estimated values. Statistical analyzes were performed at a significance level of 1%. From the results obtained in this research, it was concluded that the new water quality index developed was adequate for water quality assessment. It was observed that the development of WQI as a function of regionality is an important aspect for assessing water quality in water bodies. It was found that the water quality in the evaluated area of the Tibagi and Cinzas rivers complies with the minimum water quality requirements in Brazilian legislation for Class 2 rivers. It was concluded that the seasonal factor hasn’t had a significant influence on water quality, since in the comparison between rainfall periods and seasons, no statistically significant differences were observed in the monitoring points.

O objetivo deste estudo foi analisar o desempenho de um sistema de captação e tratamento de água do rio Sarapuí, por meio de uma estação de tratamento composta por um sistema de pré-tratamento convencional, ligado a um sistema de separação por membranas de osmose inversa, no Município de Belford Roxo RJ, instalado para fornecer água de processo a instalações industriais. Foi verificado que a água captada encontra-se em condição bastante degradada e que a unidade de tratamento removeu, em média, 97% do teor dos poluentes presentes na água, enquadrando-a nos parâmetros requeridos pelo processo industrial. Foi possível comprovar que o processo de separação por osmose inversa pode ser utilizado em escala industrial, proporcionando ganhos econômicos consideráveis, além de evitar o consumo de água potável para fins de processos industriais e, ainda, contribuir para a retirada de carga orgânica de uma fonte degradada / The objective of this study was to analyze the performance of a system to capture and treat water from Sarapuí river through a treatment system consisting of a conventional pré-treatment stage, linked to a reverse osmosis separation system membranes, in the city of Belford Roxo - RJ, installed to provide process water for industrial plants. It was found that the water is captured in highly degraded condition and the treatment plant removed an average of 97% of the pollutants in the water, fitting the parameters required by the industrial process. It could be demonstrated that the separation process by reverse osmosis can be used on an industrial scale, providing significant economic gains, and avoid the consumption of potable water for industrial processes and also contribute to the removal of organic pollutants from a degraded source

As doenças de veiculação hídrica, sobretudo aquelas causadas por protozoários intestinais, emergiram como um dos principais problemas de saúde pública. Diferentes aspectos são abordados sobre a biologia e a epidemiologia dos principais protozoários parasitas de transmissão hídrica. Cryptosporidium está descrito como um importante parasita associado a casos de surtos de veiculação hídrica e alimentos no mundo. A epidemiologia complexa desse protozóario e o fato de que a maioria das espécies e genótipos não pode ser diferenciada morfologicamente, aumentam o interesse por metodologias sensíveis e rápidas na detecção de espécies responsáveis pela infecção em humanos. Neste estudo foram avaliadas 50 amostras de água bruta superficial, coletadas no Rio São Lourenço da Serra (P1A) e Represa de Guarapiranga (P2A) e 50 de esgoto bruto coletadas em São Lourenço da Serra (P1E) e no poço vertical de Taboão da Serra (P2E) entre os meses de janeiro e dezembro de 2013. O isolamento dos oocistos na água foi realizado pelo Método 1623.1 e as amostras de esgoto bruto por centrifugação, separação imunomagnética (IMS). A caracterização genotípica ocorreu por meio da nested PCR, clonagem e sequenciamento com base no gene 18S rRNA comum a todas as espécies de Cryptosporidium. O ensaio de PCR em tempo real (qPCR) foi avaliado simultaneamente para detecção e quantificação de oocistos nas amostras. De acordo com os resultados obtidos pela nested PCR, Cryptosporidium foi detectado na água bruta superficial em 12 por cento (3/25) no manancial P1A e 16 por cento (4/25) no P2A. No esgoto bruto o parasito foi detectado em 20 por cento (5/25) das amostras no ponto P1E e 24 por cento (6/25) no poço vertical P2E. A qPCR detectou 52 por cento (0,79 a 1,85 oocistos/L) de amostras positivas no manancial P1A e o parasito foi detectado em 64 por cento (0,72 a 1,4 oocistos/L) no manancial P2A. No esgoto bruto 72 por cento das amostras foram positivas tanto no ponto P1E (7 a 655 oocistos/L) como no P2E (5 a 519 oocistos/L). A caracterização molecular permitiu a identificação de C. parvum e C. hominis na água bruta superficial, e C. hominis, C. parvum, e C. muris no esgoto bruto. As espécies do gênero Cryptosporidium identificadas neste estudo apresentam expressiva relevância para o desenvolvimento da doença humana. Neste sentido, as metodologias de concentração e caracterização empregadas nas análises demonstraram no geral, o potencial para aplicação em estudos de vigilância ambiental e foram úteis na diferenciação de espécies patogênicas. A presença de C. muris associada às espécies antroponóticas identificadas auxiliou na investigação de prováveis fontes de contaminação no ambiente confirmando a necessidade da expansão de medidas efetivas para proteção destes mananciais. / Waterborne diseases, especially those caused by intestinal protozoa, have emerged as a major public health problem. Different aspects are addressed on the biology and epidemiology of most waterborne protozoan parasites. Cryptosporidium is described as an important parasite associated with cases of waterborne and food outbreaks in the world. The complex epidemiology of this protozoan, as well as the fact that most species and genotypes cannot be differentiated morphologically, increase the interest for sensitive and rapid methods for the detection of species responsible for infection in humans. In this study, 50 samples of raw surface water were collected from São Lourenço River (P1A) and Guarapiranga Dam (P2A), and 50 samples of raw sewage were collected from São Lourenço da Serra (P1E) and from Taboão da Serras vertical well (P2E), between January and December of 2013. The isolation of oocysts in water was carried out by the USEPA Method 1623.1 and raw sewage samples were processed by centrifugation, immunomagnetic separation (IMS). Genotypic characterization occurred by nested PCR, cloning and sequencing based on 18S rRNA gene, which is common to all Cryptosporidium species. Real time PCR assays (qPCR) were carried out both for detection and quantification of oocysts simultaneously in the samples. According to the results obtained by nested PCR, Cryptosporidium was detected in raw surface water in 12 per cent (3/25) of samples at P1A and in 16 per cent (4/25) at P2A. In raw sewage the parasite was detected in 20 per cent (5/25) of samples at P1E and 24 per cent (6/25) in P2E vertical well. qPCR detected 52 per cent (0.79 to 1.85 oocysts/L) of positive samples at P1A, while the parasite was detected in 64 per cent (0.72 to 1.4 oocysts/L) of samples at P2A water supply. Regarding raw sewage, 72 per cent of samples were positive both at P1E (7 to 655 oocysts/L) and P2E (5 to 519 oocysts/L Molecular characterization allowed the identification of C. parvum and C. hominis in raw surface water, and C. hominis, C. parvum and C. muris in raw sewage. Cryptosporidium species identified herein belong to a group of organisms of significant relevance in waterborne diseases. Therefore, concentration and characterization methodologies applied in our analyses showed to be useful for environmental surveillance studies, as well as they were useful in the differentiation of human pathogens. The presence of C. muris associated to anthroponotic species helped in the investigation of likely contamination sources in the environment, confirming the need of expansion in effective measures to protect these water supplies.