Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Due to the necessity of finding an efficient way of management for the water resources, the drainage basin has been proposed as the basic unity for its planning and management. As mentioned, it has been chosen the basin portion of the Uberabinha River situated in the city of Uberlandia as the area to be studied. As the drainage basin of the Uberabinha River has suffering a strong agricultural occupation in the last decades, and constitutes the water source responsible for the water supplies of the city of Uberlandia., the present assignment propose to analyze the aspects regarding as soil types and its usage and occupation, utilizing procedures of analyses and evaluation that gives an understanding of the infiltration aspects of the water in each unity of the soil regarding its natural coverage and developed cattle raising activities. Such statement is justified as the tendencies of modern agriculture for major productivities is highly high-tech and dependable of agricultural input, as the use of some elements in those production systems produce pollution, characterized by the low concentration of contaminants throughout very extended areas ( punctual or diffuse). As the quantity and the state of the conditions that influence on the characteristics of the impacts on a fluvial basin by anthrop actions are innumerous, the adoption of the Geographic Information Systems (GIS) as the main tool is needed. Determinates GIS s software were used (SPRING 5.0.1 and ARCGIS 9.2) with the intention to identify areas vulnerable to the contamination of the superficial and sub superficial water by agricultural defensives, taking in consideration the usage of the soil, data from water infiltration gotten from a research made in situ using the Guelph permeameter, type of soil, declivity and depth of the water table. With that, the results obtained were hydraulic conductivity, the potential infiltration and vulnerability of contamination. It was used the resources available on the software ARCGIS 9.2, more specific the Raster Calculator tool available on the Spatial Analyst extension software, to be able to achieve the desired results on operations like the algebra of maps. The SPRING software was used to process the satellite images from Landsat 5 satellite, to be able to do the mapping of the usage of the soil. The survey of the hydraulic conductivity for types of soils specified, it was important to see the relation that exist between the management of developed cattle raising activities and the percolation of the pluvial water, as been perceptively the difference between the areas that still maintains its natural coverage and the areas that still has the anthrop activities continuing. The potential infiltration map represents an important tool to identify the areas with major risk of erosion, as been the headwater course and the slope of the fluvial valleys with major declivity. The vulnerability map of water contamination represented the areas where the water source presented with major level of probability of being contaminated by residues followed upon yearly harvest, via sub superficial water and superficial water. / Devido à necessidade de encontrar uma forma eficaz de gerenciamento dos recursos hídricos, a bacia hidrográfica vem sendo proposta como uma unidade básica para o seu planejamento e gestão. Em face do exposto, escolheu-se como área de estudo a porção da bacia do rio Uberabinha situada à montante da cidade de Uberlândia. Visto que a bacia hidrográfica do Rio Uberabinha vem sofrendo uma forte ocupação agrícola nas últimas décadas, e constitui o sistema de mananciais responsáveis pelo abastecimento urbano de água de Uberlândia, o presente trabalho propõe analisar os aspectos referentes aos tipos de solo e seu respectivo uso e ocupação, utlizando-se de procedimentos, de análises e de avaliações que permitam compreender o comportamento da infiltração da água em cada unidade de solo em virtude da sua cobertura vegetal e atividade agropecuária desenvolvida. Tal afirmação se justifica visto que as tendências da agricultura moderna voltada para grandes produtividades, é altamente tecnificada e dependente de insumos agrícolas, sendo que o uso de tais elementos nestes sistemas de produção gera uma espécie de poluição, caracterizada pela baixa concentração de contaminantes ao longo de áreas muito extensas (difusa ou não pontual). Como a quantidade e a natureza das condições que influenciam nas características dos impactos causados em uma bacia hidrográfica pela ação antrópica são inúmeras, a adoção de um Sistema de Informação Geográfica (SIG) como ferramenta para auxiliar nas análises se faz necessária. Determinados SIG s (SPRING 5.0.1 e ARCGIS 9.2) foram utilizados com a intenção de identificar as áreas vulneráveis à contaminação da água superficial e subsuperficial por aplicação de defensivos agrícolas, levando-se em consideração o uso do solo, dados de infiltração de água obtidos por testes realizados in situ com o uso do permeâmetro Guelph, tipo de solo, declividade e profundidade do lençol freático. Dessa forma, foram obtidos resultados como condutividade hidráulica, potencial de infiltração e vulnerabilidade à contaminação. Fez-se uso de recursos disponíveis no software ARCGIS 9.2, mais especificamente a ferramenta Raster Calculator disponível na extensão Spatial Analyst, para realização de operações de álgebra de mapas com intuito de alcançar os resultados desejados. O software SPRING foi utilizado para processamento de imagens do satélite Landsat 5, para a realização do mapeamento de uso do solo. O levantamento da condutividade hidráulica de tipos do uso do solo especificados levando em consideração o uso dos mesmos, foi importante para o diagnóstico da relação que existe entre o manejo da atividade agropecuária desenvolvida e a percolação de águas pluviais, sendo perceptível a diferença entre as áreas que ainda mantêm a cobertura vegetal natural e as que hoje são ocupadas pela atividade antrópica. O mapa de potencial de infiltração representa uma ferramenta importante para identificação de áreas em que o risco à erosão é maior, sendo estas as cabeceiras dos cursos d água e as encostas de vales fluviais com maior declividade. O mapa de vulnerabilidade à contaminação das águas representou as áreas onde os mananciais se apresentam com maior grau de probabilidade a serem contaminados por resíduos advindos principalmente das lavouras de culturas anuais, tanto via águas subsuperficiais como superficiais. / Mestre em Geografia

Orientadores: Jose Roberto Nunhez, Edson Tomaz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T01:51:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_MarcioBezerra_D.pdf: 3569468 bytes, checksum: 4c69c5d76d7d79aa717808b84c4701d2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Estudos têm mostrado que a humanidade enfrentará severa falta de água nas próximas décadas. Muitos esforços têm sido direcionados para o desenvolvimento de novas ferramentas computacionais a fim de se garantir uma melhor utilização dos recursos hídricos. Diversos estudos estão sendo realizados utilizando ferramentas de CFD (Computational Fluid Dynamics) para obtenção de novas formas de gerenciamento destes recursos. Neste contexto, é de suma importância o desenvolvimento de novas técnicas para predizer o impacto ambiental causado por emissões industriais em rios de modo que estratégias possam ser planejadas para diminuir os efeitos desta poluição. Este trabalho apresenta um modelo Fluidodinâmico Computacional tridimensional para simular a dispersão de substâncias solúveis em rios. O método dos volumes finitos foi utilizado para aproximar as equações de conservação de momento, de massa e de espécie química. O sistema de coordenadas cartesianas foi escolhido para representar o sistema. Foi utilizado um modelo algébrico de turbulência de ordem zero. O modelo de StreeterPhelps foi usado para predizer a concentração de substâncias orgânicas e de oxigênio dissolvido ao longo do rio. O modelo pode também predizer o impacto causado pela ocorrência de múltiplos pontos de emissão no trecho estudado. O modelo matemático foi desenvolvido em linguagem Fortran. Os resultados mostram que a metodologia proposta é uma boa ferramenta para a avaliação do impacto ambiental causado pela emissão de efluentes em rios. O software é bastante rápido, especialmente quando comparado com outros pacotes de CFD disponíveis comercialmente. Foram feitas comparações entre os resultados numéricos e dados experimentais coletados no rio Atibaia. Os resultados numéricos apresentaram uma boa concordância com os dados coletados experimentalmente / Abstract: A future lack of water in the next decades has been observed by many studies. Much effort has been devoted to find strategies which will help to manage proper1y water resources. Theoretical studies have been used recent1y since the scope of computational fluid dynamics (CFD) has increased, allowing its use in the issue of water quality. In this scenario, it is important to develop new techniques to predict the environmental impact of emissions in rivers so that strategies can be devised to decrease the effects of pollution. This work presents a three-dimensional Computational Fluid Dynamics (CFD) in house model to simulate the dispersion of soluble substances in a river. The finite volume method is used to approximate the momentum, mass and species conservation equations. A Cartesian coordinate system has been chosen to represent the river. Turbulence is taken into account by a zero-order equation model. The Streeter-Phelps model has been used to predict the concentration of organic substances and dissolved oxygen along the river. The model can also predict the impact of multiple effluents discharges. Results show that the proposed methodology is a good tool for the evaluation of the environmental impact caused for pollutants emissions in rivers. The software has been developed from the model and use the Fortran language. It is very fast, especially when compared to available commercial CFD packages. Experimental comparisons for soluble substances dispersion have been made for the Atibaia River. The results show good agreement with experimental data / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Jose Euclides Stipp Paterniani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-06T12:32:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelegrini_NubiaNataliadeBrito_M.pdf: 1010430 bytes, checksum: 1a5af5bc021dbf527427add6944a6e6d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A disposição final de resíduos sólidos é uma prática que ainda traz sérios impactos ao meio ambiente. Nos aterros sanitários, os resíduos passam por processos físicos, químicos e biológicos de decomposição, gerando uma fração gasosa (composta principalmente por gases dióxido de carbono e metano) e uma fase líquida conhecida como chorume (ou percolado de aterro sanitário). O chorume de lixo é um líquido com elevado potencial poluente, os métodos convencionais utilizados em seu tratamento têm descartado-o com intensa coloração e alta toxicidade. Este trabalho teve como objetivo implantar em escala piloto um sistema de filtração lenta precedido de uma pré-filtração, apenas em manta sintética não tecida, para o tratamento de chorume de lixo ¿in natura¿, proveniente do aterro sanitário da cidade de Limeira-SP. O filtro lento foi constituído por um tanque cilíndrico de plástico tendo como meio filtrante areia e mantas sintéticas não tecidas. A taxa de filtração adotada durante os experimentos foi de 3 m3/m2.dia. O sistema de tratamento em estudo apresentou reduções consideráveis dos valores de alguns parâmetros de controle ambiental indicando a possibilidade do uso da filtração lenta para remediação de águas residuárias. As principais reduções obtidas referem-se a 40% de turbidez, 21% da coloração, 35% de dureza, 35% de carbono orgânico total (TOC) e reduções consideráveis de metais pesados (60% de cádmio, 30% de chumbo, 25% de cobre e 30% de cromo). Com relação à reutilização do chorume tratado em atividades agrícolas ainda são necessárias maiores reduções dos valores de parâmetros analíticos através da complementação com outras tecnologias de tratamento / Abstract: The final disposition of solids residues is a practice that still brings serious impacts to the environment. In sanitary landfill, the residues goes through physical, chemical and biological decomposition processes, generating into a gas phase (mainly composed by CH4 and CO2) and a liquid phase known as leachate. The waste leachate is a liquid with high pollutant potential. The conventional methods used in the treatment this residue have discarded him with intense coloration and high toxicity. This work had as objective implant in pilot scale a system of slow sand filtration preceded of a pré-filtration, only in non-woven synthetic fabrics, for the waste leachate treatment in natura, originating from the sanitary landfill of the city of Limeira-SP. The slow sand filter is constituted by a plastic cylindrical tank, sands and non-woven synthetic fabrics. The filtration rate adopted during the experiments it was of 3 m3/m2.dia. The treatment system in study presented considerable reductions of some values of environmental parameters control indicating the possibility of the use of the slow filtration for remediação of wastewaters. The main obtained reductions were 40% of turbidity, 21% of color, 35% of hardness, 35% of total organic carbon (TOC) and reductions considerably of heavy metals (60% of cadmium, 30% of lead, 25% of cupper and 30% of chrome). For the reuse of the treated leachate in agricultural activities are necessary larger reductions of some values of analytic parameters through the complementation with other treatment technologies. eywords: Landfill Leachate, Sanitary Landfill, Slow Sand Filtration, Reuse / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientadores: Laura Maria Mariscal Ottoboni, Tatiana Teixeira Torres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stoppe_NancydeCastro_D.pdf: 4282286 bytes, checksum: f808229a92e702d707b4ebf6be210816 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A contaminação fecal dos corpos hídricos é uma das principais causas de doenças entéricas veiculadas pela água no mundo, sendo importante efetuar a vigilância da água, a qual é feita utilizando-se micro-organismos indicadores de contaminação fecal. No entanto, os métodos tradicionais de detecção não são capazes de identificar a fonte de contaminação fecal. Este trabalho teve como objetivo a prospecção de marcadores moleculares nos hospedeiros e sua detecção em amostras de água de modo a permitir sua utilização na identificação de fontes de contaminação fecal em águas superficiais no Estado de São Paulo. Duas abordagens dependentes de biblioteca e cultivo, a classificação por meio de grupos filogenéticos e a técnica de MALDI-TOF/MS, foram utilizadas com linhagens de E. coli isoladas de diferentes hospedeiros e rios e reservatórios. O sequenciamento da região V3 do gene 16S ribossomal foi selecionado como o método independente de biblioteca e cultivo em DNA extraído de amostras de fezes humanas e bovinas e amostras de água. Os grupos filogenéticos foram utilizados na classificação dos hospedeiros utilizando análise de correspondência, onde foram observados agrupamentos por hábitos alimentares. A classificação das linhagens de E. coli isoladas de rios e reservatórios, sugere que a prevalência do subgrupo A1, seguido do subgrupo B23 está associada com contaminação de origem humana, enquanto o grupo B1 com contaminação de origem animal e os subgrupos D1 e D2 mais relacionados com ambientes prístinos. Na utilização de uma métrica de análise de rede social, w-clique, na distribuição dos grupos filogenéticos foi observado o agrupamento dos locais de amostragem associados ao grau de poluição, sugerindo seu uso como uma ferramenta complementar na avaliação da qualidade da água. Foram analisados os perfis proteicos de linhagens de E. coli de hospedeiros e amostras ambientais pela técnica de MALDI-TOF/MS. Foram identificados biomarcadores hospedeiro-específicos e sugerem sua utilização como potencial ferramenta na identificação da origem do hospedeiro. Os resultados da validação desses marcadores com perfis proteicos de linhagens de E. coli isoladas de rios e reservatórios mostraram que as amostras de água apresentaram marcadores de diferentes hospedeiros, sugerindo que esses rios possuam fontes de contaminação fecal mistas. No sequenciamento da região V3 do gene 16S ribossomal de amostras de fezes (humanas e bovinas) e águas foram identificadas 4.296 unidades taxonômicas operacionais (OTUs) . A maior diversidade foi observada nas amostras de fezes bovinas e a menor na amostra de água de ambiente prístino. Firmicutes foi o grupo predominante nas amostras de fezes humanas, enquanto que nas fezes bovinas foram os Firmicutes e Bacteroidetes. Nas amostras de água, o filo mais abundante foi Proteobacteria. A rede de interação entre as OTUs encontradas nas amostras também mostrou que as amostras de fezes apresentaram maior diversidade e entre as amostras de água, aquela com poluição de origem humana foi a que apresentou maior diversidade. Houve identificação de biomarcadores pelo método LEfSe para humanos (Actinobacteria, Betaproteobacteria e Firmicutes) e bovinos: (Bacteroidetes, Tenericutes e Spirochaetes). Marcadores hospedeiro-específicos foram identificados, mas esses não foram encontrados nas amostras de água sugerindo que as ferramentas utilizadas não apresentam a resolução para identificar os marcadores nas amostras ambientais ou que a contaminação nos corpos hídricos é mista. Adicionalmente, como os marcadores hospedeiro-específicos são oriundos de micro-organismos não autóctones, estes poderiam sofrer os efeitos adversos do ambiente, como fatores físico-químicos e competição com os organismos nativos / Abstract: The fecal contamination of water resources is the main cause of enteric waterborne diseases all over the world. Traditional indicator methods used in the water microbiological quality assessment are not able to identify fecal contamination source. This work intended to prospect molecular markers in hosts and track them in water samples to identify pollution sources in surface waters in the São Paulo State, Brazil. Two library-dependent methods with E. coli strains isolated from different hosts and water samples were used, a genotypic typing method (E. coli phylogenetic groups) and a phenotypic typing method (MALDI-TOF/MS). A library-independent method using 454 pyrosequencing of hypervariable16S rRNA gene V3 region was used in DNA from feces and water samples. Phylogenetic groups were used as a tool in host classification and correspondence analysis showed feeding habits clusters. The classification of environmental samples revealed higher frequencies of subgroups A1 and B23 in rivers impacted by human pollution sources, while subgroups D1 and D2 were associated with pristine sites, and subgroup B1 with domestic animal sources, indicating their use as a first screening for pollution source identification. A simple classification is proposed based on phylogenetic subgroup distribution using the w-clique metric, enabling differentiation of polluted and unpolluted sites. Protein profiles of E. coli strains isolated from host and water samples were analyzed by MALDI-TOF/MS. Specific host biomarkers were identified and their use was indicated as a potential tool for the source tracking. Validation with E. coli strains isolated from rivers and reservoirs showed that water samples presented markers from different hosts, suggesting these rivers have mixed sources of fecal contamination. Sequencing of the 16S rRNA V3 region in stool samples (human and bovine) and water showed 4296 operational taxonomic units (OTUs). The greatest diversity was observed in samples of cattle feces and the smallest one in the pristine water sample. Firmicutes was the predominant group in samples of human feces, while in the most common bovine feces are the Firmicutes and Bacteroidetes. The interaction network showed that the stool samples had the greatest diversity and, among them, the water sample with human pollution source showed the highest diversity. The LEfSe method was used to identify host biomarkers. As human biomarkers, Actinobacteria, Betaproteobacteria and Firmicutes were identified and for cattle the potential markers are Bacteroidetes, Tenericutes and Spirochaetes. Host-specific markers were identified, but they were not found in water samples suggesting that the used tools either do not have the resolution to identify markers in environmental samples or contamination in water bodies is mixed. Additionally, as the host-specific markers were isolated from non-autochthonous micro-organisms, they could be affected by the environmental adverse effects such as physical-chemical factors and competition with native organisms / Doutorado / Microbiologia / Doutora em Genética e Biologia Molecular