O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o processo de decomposição da fração orgânica de biossólidos, após aplicação no solo, correlacionando com a composição química inicial da matéria orgânica (MO) dos resíduos. Também foi objetivo, quantificar, no campo, o efeito de um biossólido alcalino na MO de um Latossolo cultivado com eucalipto, após cinco anos da aplicação de doses do resíduo ou de fertilizantes minerais. A degradação da MO de biossólidos foi avaliada por meio da incubação de misturas de solo e cinco biossólidos, em dose correspondente a 40 t ha-1, com quantificação do CO2 emitido durante um período de 70 dias. Os biossólidos foram escolhidos em função de diferenças no sistema de tratamento de esgotos e/ou condicionamento químico para desidratação e/ou etapa complementar visando melhor adequação ao uso agrícola: BAC - biossólido anaeróbio condicionado com cal e cloreto férrico e desidratado mecanicamente; BAP - biossólido anaeróbio condicionado com polímero sintético e desidratado mecanicamente; BAS - biossólido anaeróbio seco termicamente; BLP = biossólido proveniente de lagoas de estabilização, condicionado com polímero sintético e desidratado mecanicamente; e CL - composto de lodo de esgoto obtido por compostagem em pilhas aeradas após mistura do BLP com bagaço de cana-de-açúcar e restos de poda urbana. A MO dos biossólidos foi analisada quanto aos teores totais, orgânicos e inorgânicos de C, N e P; teor de carbono solúvel em água; frações do carbono orgânico em função de graus de oxidação; e teores de açúcares solúveis, proteína bruta, lipídeos, hemicelulose, celulose, lignina, taninos e fenóis. Em todos os biossólidos o C e o N predominaram em compostos orgânicos, enquanto que a partição do P, entre compostos orgânicos e inorgânicos, foi função do tratamento dos esgotos e/ou condicionamento para desidratação. As taxas de degradação dos biossólidos foram, de modo geral, baixas e os menores valores foram observados para o BLP e o CL, provavelmente devido a maior estabilidade da MO desses resíduos. Em todos os biossólidos houve expressiva participação do compartimento protéico como constituinte da MO, apresentando valores médios entre 25 e 46 % do total de MO. A proteína bruta foi o parâmetro que melhor correlacionou com a taxa de degradação dos biossólidos ao final de 70 dias de incubação (r = 0,999 e Prob. > t inferior a 10-4), sendo promissora sua utilização no sentido de previsão da degradação da MO de biossólidos após aplicação no solo. O estudo de caso, no campo, foi desenvolvido em área com Eucalyptus grandis plantado em março de 1998 e fertilizado, quatro meses depois, com biossólido ou fertilizantes minerais. Os tratamentos avaliados foram: (i) Controle; (ii) Fertilização Mineral com N, P, K, B e Zn (Fert. Mineral) ; (iii) 10 t ha-1 de biossólido + K (10 t há-1); (iv) 20 t ha-1 de biossólido + K (20 t ha-1); e (v) 40 t ha-1 de biossólido + K (40 t ha-1). Em setembro de 2003 foram coletadas amostras de solo das camadas 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-60 cm. Em todas as amostras foram determinados os teores totais de C e N e a densidade aparente. Nas amostras coletadas até 20 cm de profundidade, foram feitas determinações de pH, frações de C-orgânico por graus de oxidação, teores de alguns compostos orgânicos (açúcares solúveis, proteína bruta, lipídeos, hemicelulose, celulose e lignina), CTC a pH 7,0 e CTC ao pH natural. Os resultados praticamente não evidenciaram alterações na MO do solo, após cinco anos da aplicação do biossólido ou de fertilizantes minerais. Os estoques médios de C e N, até 60 cm de profundidade, foram iguais a 92,86 e 4,41 t ha-1, respectivamente. Cerca de 50 % do total de C esteve no compartimento denominado lábil, o que é típico de sistemas naturais ou manejados onde há o favorecimento ao retorno de resíduos vegetais ao solo. Dos compostos orgânicos determinados, houve variação significativa somente do teor de lignina na MO do solo (0-5 cm), com maiores valores nos tratamentos 40 t ha-1 de biossólido e Fert. Mineral, sendo tais resultados atribuídos a maior deposição de folhas nesses tratamentos e à natureza recalcitrante da lignina no ambiente. A CTC (pH natural) mostrou-se mais dependente dos valores pH do solo, do que dos teores de C, não evidenciando benefícios da MO dos biossólidos nessa propriedade, somente de forma indireta pela elevação do pH do solo tratado. / The aim of this work was to characterize the organic fraction decomposition process of the biosolids in soil, correlating to initial organic matter (OM) composition of residue. Another objective was quantify, under field conditions, the effect of alkaline biosolid on Oxisol OM, in a site planted with eucalyptus and after five years of the residue application or mineral fertilizers application. The OM decomposition of the biosolids was evaluated using the incubation of soil mixtures and five biosolids, in a rate of 40 t ha-1, with quantification of the CO2 emitted during a period of 70 days. The biosolids were chosen in function of the treatment system of sewage and/or chemical conditioning for biosolid dehydration and/or complementary stage to adequate the residue for agricultural use: BAC - anaerobic biosolid conditioned with lime and ferric chloride and mechanically dehydrated; BAP – anaerobic biosolid conditioned with synthetic polymers mechanically dehydrated; BLP – biosolid originated in stabilization ponds and conditioned with synthetic polymers mechanically dehydrated; CL – sewage sludge compost originated from aerated pile composting of a mixture of BLP, crushed sugar cane and remains of urban pruning. The OM of the biosolids was analyzed regarding the total, organic and inorganic contents of C, N and P; content of water-soluble carbon; oxidizible organic carbon fractions; and contents of soluble sugars, crude protein, lipids, hemicellulose, cellulose, lignin, tannins and phenols. All biosolids had C and N predominance in organic compounds, while the P distribution in organic and inorganic compounds was as a function of the treatment used in the Plants. The decomposition rates of the biosolids, in general, were low and the lowest values were observed for BLP and CL, probably due to higher OM stability of the residues. There was expressive participation of protein pool in all biosolids, with mean values between 25 and 46 % of total OM. The crude protein was the parameter that better correlated with biosolid degradation rate at the end of 70 days of incubation (r = 0.999 e Prob. > t lower than 10-4), being promising its use in order to expect the biosolid OM decomposition after soil application. The study case, on the field, was developed in an area with Eucalyptus grandis planted on March 1998 and fertilized, after four months, with biosolid or mineral fertilizers. The appraised treatments were: (i) Control; (ii) Mineral Fertilization with N, P, K, B and Zn (Mineral Fert.); (iii) 10 t ha-1 of biosolid + K (10 t ha-1); (iv) 20 t ha-1 of biosolid + K (20 t ha-1); and (v) 40 t ha-1 of biosolid + K (40 t ha-1). Soil samples were taken from 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 and 30-60 cm soil depths, on September 2003. Total amounts of C and N and bulk density were determined in all samples. In the samples collected up to 20 cm of depth, were made pH determinations, oxidizible organic carbon fractions, amounts of some organic compounds (soluble sugars, crude protein, lipids, hemicellulose, cellulose and lignin), CEC the pH 7,0 and CEC to the natural pH. In general, the results did not show differences in the soil OM, after five years of the biosolid application or mineral fertilizers application. The mean values of C and N stocks up to 60 cm soil depth were the same to 92.86 and 4.41 t ha-1, respectively. About 50% of the total C was in the fraction denominated labile, which is typical of natural systems or managed systems where the return of plant residues to the soil is allowed. From the determined organic compounds, only the lignin content (0-5 cm depth) was different between the treatments, with higher concentrations in the treatments 40 t ha-1 of biosolid and Mineral Fert., probably because the largest depositions of leaves on soil surface in these treatments and the natural slow decay of lignin. The CEC (natural pH) values were more dependent on soil pH, than on the soil C content. Benefits of OM biosolids in soil CEC were not observed.

Establishing plant communities is essential for the restoration of contaminated land. As potential cover materials, fly ash and sewage sludge can prevent formation of acid mine drainage from sulfidic mine waste. The aim of the thesis was to i) screen for plants that can be established in, and prevent leakage of metals and nutrients from sludge on top of ash and tailings, and ii) investigate root growth into sealing layers of ash and sludge. Analyses were performed under laboratory, greenhouse and field conditions using selected plant species to examine the release of Cd, Cu, Zn, N, and P from the materials. Plant physiological responses and interactions with fly ash were also investigated. The data show that plants can decrease metal and nutrient leakage from the materials, and lower the elemental levels in the leachate, but with varying efficiencies among plant species. Plants capable of taking up both nitrate and ammonium were more efficient in preventing N leakage compared with those taking up primarily ammonium. Fast growing plants could raise the pH in acidic sludge leachate, but the initial pH decrease and N leakage was not counteracted by plants. Germination in fresh sludge was problematic, but enhanced by aeration of the sludge. In general, the accumulation of metals in plant shoots was low, especially if ash was located below the sludge. Fresh ash was phytotoxic (e.g., high alkalinity, salinity and metal levels) and induced the activity of stress-related enzymes in shoots. In sealing layers of aged and cured ash, roots could grow if the penetration resistance was low, or into the surface of stronger layers if the surface had become pulverized. The roots caused dissolution of calcium-rich minerals, possibly by exudation of saccharides. Addition of sludge to an ash layer increased root growth, likely due to decreased bulk density and pH, and nutrient addition. In conclusion, with selected plant species and a properly constructed cover, metal and nutrient leaching from the materials and root growth into the sealing layer can be restricted.

Density of fecal coliforms (FC) such as Escherichia coli is the most commonly used indicator of fecal pathogen content of biosolids. When biosolids are disposed off or used for soil amendment, they pose public health risks. So far anaerobic digesters have been considered to be an effective treatment option for pathogen and FC reduction in biosolids. However, recent studies revealed that there is a significant re-growth and reactivation of indicator organisms in biosolids upon dewatering by centrifugation. Although the exact mechanism of FC reactivation is yet to be understood, a few extensive recent studies strongly suggest that FC go into a viable but non-culturable (VBNC) state during anaerobic digestion. Therefore, quantitative detection of live cells among the total in biosolids samples, without using culturing-based approaches, is highly critical from a public health risk assessment perspective. Since recent investigations proved the significant re-growth and reactivation of indicator organisms. Persistence of DNA in the environment after cell death in the range of days to weeks limits the application of DNA-based approaches for the detection of live bacteria. Using selective nucleic acid intercalating dyes such as ethidium monoazide (EMA) and propidium monoazide (PMA) is one of the alternative approaches to detect and quantify the viable cells by quantitative PCR. These compounds have the ability to penetrate only into dead cells with compromised membrane integrity. They intercalate in the DNA via photo-inducible azide groups and in turn inhibit DNA amplification during PCR reactions. PMA has been successfully used in different studies and microorganisms but it has not been evaluated sufficiently for the complex environmental samples such as biosolids. In this study Escherichia coli ATCC 25922 and uidA gene were used as model organism and as target sequence respectively in absolute quantification method with real-time PCR. Experiments with the known quantities of live and dead cell mixtures showed that PMA treatment inhibits PCR amplification from dead cells with over 99% efficiency. The results of this study conclusively demonstrated that PMA-modified PCR could be successfully applied to the biosolids when total suspended solid (TSS) concentration is 2000 mg/L or below.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Elair Vieira Santos.pdf: 2432736 bytes, checksum: fade743ce95e018f55d2f83efb46016b (MD5) Previous issue date: 2013-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A produção de mudas florestais com qualidade está associada entre outros fatores, às características e formulações de cada substrato. Partindo desse princípio, o presente estudo teve por objetivo testar a eficiência do uso de diversos resíduos e vermiculita, associados ao lodo de esgoto como componente e fonte de nutrientes aos substratos para a produção de mudas de Aegiphila sellowiana, e relacionar as características físicas e químicas dos substratos formulados com a qualidade das mudas produzidas. Os substratos foram formulados com diferentes proporções de lodo de esgoto (80, 60, 40 e 20% ) associado à fibra de coco, vermiculita, palha de café in natura, composto orgânico (esterco bovino + palha de café in natura), casca de arroz carbonizada e casca de arroz in natura além de um substrato com 100% de lodo de esgoto e uma testemunha com 100% de substrato comercial. O experimento foi conduzido em um delineamento inteiramente casualizado com 26 tratamentos e cinco repetições de quatro plantas. Foram realizadas análises físicas e químicas dos substratos formulados e dos componentes puros. Após 45 dias da implantação do experimento, foi realizado o raleio das plântulas, permanecendo apenas um indivíduo por tubete. Após 120 da implantação do experimento, foram coletados os dados referentes as variáveis de crescimento, a partir das quais foram obtidos os índices de qualidade. A utilização de diferentes proporções de resíduos contribuiu para a melhoria de algumas propriedades físicas do substrato. O aumento das proporções de lodo de esgoto promoveram diminuição da macroporosidade (Macrop), aumento da densidade global (Dg), água facilmente disponível (AFD), água disponível (AD) e microporosidade (Microp) dos substratos formulados. Em relação as análises químicas, o substrato comercial proporcionou as maiores médias para os teores disponíveis de fósforo, cálcio e magnésio além de condutividade elétrica e teor totais de sais solúveis dos substratos. O lodo de esgoto proporcionou aumento da fertilidade dos substratos com aumento de teores dos nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo, e do teor total de sais solúveis. De acordo com as características apresentadas, foram considerados mais adequados quimicamente para o desenvolvimento de mudas de espécies florestais os substratos formulados com o composto orgânico. As mudas produzidas com maiores proporções de lodo de esgoto resultaram em maiores médias para altura e diâmetro do coleto. Os tratamentos formulados com composto orgânico, especialmente as proporções de 60 e 80%, proporcionaram maiores médias para as características morfométricas avaliadas sendo os mais indicados para a produção de mudas de Aegiphila sellowiana. O substrato comercial proporcionou as menores médias para as características morfométricas avaliadas. Os maiores acúmulos de nutrientes da parte aérea das mudas de Aegiphila sellowiana foram obtidos no tratamento com 40% de lodo de esgoto associado com 60% de composto orgânico. Os nutrientes acumularam na seguinte ordem decrescente de: macronutrientes N>Ca>K>P>Mg>S / The seedling production quality is associated among other factors, the characteristics and formulations of each substrate. Starting from this idea, the recent study had by appointment testing the efficiency of various wastes and vermiculite as a component and nutrients source for the substrates to the production of Aegiphila sellowiana plants looking for decrease the environmental Impact caused by the excess of these ones and connect the physical and chemical points from the substrates formulated with the quality of the produced plants. The substrates were formulated with different ratios of sewage sludge (80, 60, 40 and 20%) associated with coconut fiber, vermiculite, straw coffee fresh, organic compost (manure + straw in nature coffee), bark carbonized rice husk and rice fresh addition of a substrate with 100% sewage sludge and a control with 100% commercial substrate. The experiment was conducted in a completely randomized design with 26 treatments and five replications of four plants. Analyses of physical and chemical substrates formulated and pure components. Within 45 days after the implantation of the experiment was carried out thinning the seedlings, leaving only one individual per pot. Within 120 days after thinning the plants, was studied the variables of growing and indexes of quality. The use of different proportions of waste contributed to the some improvement of physical properties of the substrate. The increase in the proportion of sewage sludge led to a decrease of the macroporosity (Macrop), increased global density (Dg), easily available water (AFD), available water (AD) and microporosity (Microp) substrates formulated. Regarding the chemical analysis the commercial substrate has allowed the biggest averages for the available contents of the substrates. The sewer Iodine has allowed the increasing of fertility from the substrates with increasing of contents from nutrients mostly nitrogen and phosphorus and also the total content of soluble salts. The sewage sludge has allowed the increasing of fertility from the substrates with increasing of contents from nutrients mostly nitrogen and phosphorus and also the total content of soluble salts. According to the presented particularities, were considered more adequate chemically for the plants development from forest species the formulated substrates with the organic compost. The seedlings with higher proportions of sewage sludge resulted in higher means for height and stem diameter. The formulated treatments with organic compost especially with 60 and 80 % proportions, has allowed bigger averages for the morphometric characteristics assessed being the most suitable for the production of seedlings Aegiphila sellowiana. The commercial substrate provided the lowest averages for the morphometric characteristics evaluated. The highest accumulation of the aerial part of the seedlings Aegiphila sellowiana were obtained in the treatment with 40% sewage sludge associated with 60% of organic compost. Nutrients accumulated in the following descending order: macronutrients N> Ca> K> P> Mg> S

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3335039 bytes, checksum: 432a8a4734747e35f11922a30da30b08 (MD5) Previous issue date: 2012-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed at evaluating the disinfection process of sewage sludge from a UASB reactor by greenhouse solar drying. Seven lots of sewage sludge were monitored between February 2010 and May 2011, each lot referring to an event of sludge discharge from the UASB reactor. The monitoring period of time of the different sludge lots varied from 50 to 130 days, with sampling every week. The following variables were monitored: pH, moisture, total solids, total coliforms, Escherichia coli, total and viable helminth eggs. In addition, somatic coliphages spiking experiments were conducted in sludge samples dried in the same field greenhouse, as well as in samples dried in a laboratory incubator kept under controlled temperature. A high sludge dewatering during the drying treatment in the greenhouse was observed, with moisture and total solids contents reaching levels, respectively, below 10% and above 90% when the sludge was subjected to periods of treatment longer than 75 days. Microbial decay during sludge drying was variable, but effective. Exponential decay was quite clear for total coliforms and Escherichia coli, but not so much for total and viable helminth eggs. Regarding the bacterial removal, an influence of the temperature was noticed, with higher decreasing of total coliforms and E.coli in the warmer periods. E.coli concentrations below 10³ MPN/gTS (the CONAMA Resolution 375/2006 standard for Class A biosolids) were obtained with more than 60 days of treatment in the greenhouse. Calculated values of Kb 20 for E.coli varied widely, between 0.004 and 0.142 d-1. Wide variations in the decay of helminth eggs were also observed, with calculated values of Koh 20 for total eggs ranging between 0.008 and 0.035 d-1. Concentrations of viable helminth eggs were always low, requiring only 15 days to reach counts below 0.25 eggs/gTS (the CONAMA Resolution 375/2006 standard for Class A biosolids). The results of the spiking experiments conducted in the greenhouse also showed intense exponential decay of somatic coliphages, with high Kcs 20 values ranging between 0.187 and 0.248 d-1. In contrast, in the spiking experiments performed in laboratory under conditions of controlled temperature (30ºC) the decay was much less intense, with Kcs 20 values between 0.028 and 0.078 d-1. Finally, this work presents a model for estimating the microbiological quality of biosolids treated by greenhouse drying based on the microbiological quality of raw sewage. Using stochastic modeling (taking into account variations on the input variables) it was estimated that, with 60 days of sludge drying in the greenhouse, the probability of reaching the bacteriological quality established in COMANA Resolution 375/2006 for biosolids classes A and B (103 and 106 E.coli/gST, respectively) was 66.2% and 97% respectively. In the case of helminth eggs these chances were respectively 64.3% and 99.8%. That is, the results suggest high stability and reliability of the greenhouse drying treatment process of the UASB sewage sludge. / O presente trabalho teve como objetivo o acompanhamento da higienização de lodo de esgoto proveniente de reator UASB por secagem em estufa. Foram monitorados sete lotes de lodo, entre fevereiro de 2010 e maio de 2011, sendo cada lote referente a um evento de descarte de lodo do reator UASB. O tempo de acompanhamento dos vários lotes de lodo variou de 50 a 130 dias, com realização de coletas semanais. Foram monitoradas as seguintes variáveis: pH, umidade, sólidos totais, coliformes totais, Escherichia coli e ovos totais e viáveis de helmintos. Foram ainda realizados experimentos de inoculação de colifagos somáticos em lodos submetidos à secagem na mesma estufa de campo e também sob condições de temperatura controlada (estufa laboratorial). Foi observada elevada desidratação do lodo durante a secagem em estufa, sendo obtidos teores de umidade menores que 10% e de sólidos totais acima de 90% quando os lotes foram submetidos a períodos de tratamento superiores a 75 dias. O decaimento microbiano durante a secagem do lodo se mostrou variável, mas eficiente. Decaimento exponencial foi bastante nítido para coliformes totais e Escherichia coli, porém essa tendência não foi tão clara para os dados de ovos viáveis e totais de helmintos. Para a remoção das bactérias, foi possível perceber influência da temperatura (sazonalidade), com quedas das concentrações de coliformes totais e E.coli mais acentuada nos períodos mais quentes. Valores de E.coli abaixo de 10³ NMP/gST, limite estabelecido pela Resolução CONAMA 375/2006 para biossólido Classe A, foram obtidos com tempos de secagem acima de 60 dias. Os valores de Kb 20 calculados para E.coli foram bastante variáveis, entre 0,004 e 0,142 d-1. Variações amplas também foram observadas no decaimento de ovos de helmintos, com valores de Koh 20 calculados para ovos totais entre 0,008 e 0,035 d-1. As concentrações de ovos viáveis de helmintos foram sempre baixas, sendo necessários apenas 15 dias para se obter contagens abaixo de 0,25 ovos/gST (biossólido Classe A de acordo com a Resolução CONAMA 375/2006). Os resultados dos experimentos de campo de inoculação de colifagos somáticos também mostraram intenso decaimento exponencial para esse bacteriófago em estufa, com valores de Kcs 20 elevados e variando entre 0,187 e 0,248 d-1. Em contrapartida, nos experimentos de inoculação realizados em laboratório sob condições temperatura controlada (30ºC) o decaimento foi bem menos intenso, com valores de Kcs 20 entre 0,028 e 0,078 d-1. Por fim, o trabalho apresenta um modelo de estimativa da qualidade microbiológica de biossólidos tratados por secagem em estufa a partir da qualidade microbiológica do esgoto bruto. Por meio de modelagem estocástica (que leva em consideração variações em torno das variáveis de entrada) estimou-se que, com 60 dias de secagem em estufa, a probabilidade de alcançar a qualidade bacteriológica preconizada para as Classes A e B na Resolução CONAMA 375/2006 (103 e 106 E.coli/gST, respectivamente) seria de 66,2% e 97%, respectivamente. No caso dos ovos de helmintos essas chances seriam, respectivamente, de 64,3% e 99,8%. Ou seja, os resultados sugerem estabilidade e confiabilidade consideráveis do processo de tratamento por secagem em estufa do lodo de reator.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4626672 bytes, checksum: cec0577f99d59328f047b0362d4a1998 (MD5) Previous issue date: 2012-02-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The present study aimed to criticize, from the perspective of microbial risk assessment to human health, the Brazilian piece of regulation on agricultural use of biosolids (Conama Resolution 375/2006). The first chapter presents the results of field experiments involving the application of biosolids produced by sewage sludge drying in a greenhouse to grow vegetables eaten raw: 15 greenhouse experiments with lettuce, carrot and kale using biosolids with different levels of microbiological quality. The dilution effect from the mixing of biosolids containing 8.1 to 2x106 E.coli (g TS)-1 and 0.45 to 1.52 viable Ascaris eggs per g TS in the soil, resulted, nearly always, in the 'disappearance' of viable eggs of Ascaris and reductions of 1-3 log units of E. coli. The decay of E. coli in the soil during the growing period was intense, with Kb20 decay coefficients between 0.0283 and 0.1543 d-1, and reaching concentrations around 10 E. coli (g TS)-1, with a few exceptions, in less than 21 days after planting. The use of biosolids with up to 2x106 E. coli (g TS)-1 resulted in contamination levels well below the Brazilian microbiological standard for vegetables consumed raw (102 Ct.g-1). The second chapter involved the application of Quantitative Microbiological Risk Assessment (QMRA) methodology, whose models were formulated based on the results from the field experiments complemented with information from the literature. We have defined three classes of biosolids in terms of Salmonella, rotavirus, Cryptosporidium, Giardia and Ascaris lumbricoides and the risk of infection associated with these pathogens were estimated for three exposure scenarios: consumption of vegetables produced with biosolids, accidental ingestion of biosolids particles during its application in planting activities, and ingestion of particles of soil fertilized with biosolids in agricultural activities during cultivation. The results showed that the consumer‟s risk estimates were, in general, low. On the other hand, the risk estimates associated with occupational activities of biosolids application without any protection measures for workers were high. In turn, occupational hazards were shown to be controllable when allowing time to elapse between the last application of the biosolids in the soil and cultivation. It is concluded that the results point out aspects of the Resolution Conama 375/2006 ought to be revised, such as the restrictions on the use of the two classes of biosolids, as well as the very defining criteria of the microbiological quality of these classes. / O presente estudo teve como objetivo principal contribuir para a discussão crítica, sob a perspectiva da avaliação de risco microbiológico à saúde humana, da Resolução Conama 375/2006 que dispõe sobre o uso agrícola de biossólidos no Brasil. No primeiro capítulo são apresentados resultados de experimentos de campo de aplicação de biossólidos produzidos por secagem de lodo de esgoto em estufa no cultivo de hortaliças consumidas cruas: 15 experimentos em estufa com alface, cenoura e couve utilizando biossólidos com diferentes níveis de qualidade microbiológica. A aplicação de biossólidos contendo 8,1 a 2x106 E.coli.(gST)-1 e 0,45 a 1,52 ovos viáveis de Ascaris por g ST resultou, quase sempre, por simples efeito de diluição decorrente da incorporação dos biossólidos no solo, no desaparecimento‟ de ovos viáveis de Ascaris e em reduções de 1-3 unidades logarítmicas de E. coli. O decaimento de E. coli no solo durante o período de cultivo foi intenso, com coeficientes de decaimento Kb20 entre 0,0283 e 0,1543 d-1 e alcançando concentrações da ordem de 10 E. coli.(gST)-1 quase sempre em menos de 21 dias após o plantio. O uso de biossólidos com até 2x106 E. coli.(gST)-1 resultou em níveis de contaminação muito abaixo do limite estipulado pela Anvisa para hortaliças consumidas cruas (102 Ct.g-1). O segundo capítulo envolveu a aplicação da metodologia de Avaliação Quantitativa de Risco Microbiológico (AQRM), cujos modelos foram formulados com base nos resultados dos experimentos de campo complementados por informações de literatura. Foram definidas três classes de biossólidos em termos de Salmonella, rotavírus, Cryptosporidium, Giardia e Ascaris lumbricoides e estimados os riscos de infecção associados a esses patógenos e a três cenários de exposição: consumo de hortaliças produzidas com uso de biossólidos, ingestão acidental de partículas de biossólidos durante sua aplicação em atividades de plantio, e ingestão acidental de partículas de solo adubado com biossólidos em atividades de manejo agrícola durante o cultivo. Os resultados evidenciaram estimativas de risco ao consumidor, em geral, baixas. Por outro lado, as estimativas de risco ocupacional associadas a atividades de aplicação de biossólidos sem qualquer medida de proteção ao trabalhador foram elevadas. Por sua vez, os riscos ocupacionais mostraram-se controláveis por meio da observação de intervalos de tempo entre a incorporação de biossólidos ao solo e o cultivo. Conclui-se que os resultados permitem apontar aspectos da Resolução CONAMA 375/2006 que merecem revisão, como, por exemplo, as restrições impostas para os usos das duas classes de biossólidos, bem como a própria definição dos critérios de qualidade microbiológica definidores dessas classes.

This study aimed to evaluate the effect of combination of chemical treatments and solarization on cleaning and chemical and physical composition of sewage sludge a waste from sewage treatment system from an upflow anaerobic sludge blanket reactor and UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor) of Treatment Plant - ETE Uberabinha located in Uberlândia-MG. It is known that the presence of pathogenic organisms and heavy metals are major limiting the use of this sludge in agriculture. For this, we used the split plots in time, in an experimental design of randomized blocks 5x3 + 1, with four replicates, in four (4) evaluation periods (0, 7, 14 and 21), and the zero time (0) corresponded to additional treatment, totaling 64 plots. The treatments consisted of pure sludge, sludge more peracetic acid (260 mg L-1), homogenized with hydrated lime sludge (CaOH2) in the proportion of 30% of the dry mass of sludge, sludge with sodium hypochlorite (2500 mg L-1) and more quaternary ammonium sludge (2400 mg L-1). Treatment with hydrated lime reduced levels of total and thermotolerant at 7 days after mixing with the sludge, meeting the requirements specified in environmental legislation for agricultural use coliforms. A solar radiation alone did not reduce the concentration of fecal coliforms to acceptable limits by environmental standard. Evaluated treatments did not cause temperature differences in the mass of sewage sludge limed sludge showed the highest levels of calcium (302 g kg-1), magnesium (4.2 g kg-1) and total solids, lower levels of Zn, Cu, Cd, Cr, Ni, volatile solids and moisture after mixing with sewage sludge. Concentrations of heavy metals (Zn, Cu, Cd, Cr, Ni and Pb) were below the limits specified in Resolution CONAMA n. 375/2006. The limed sludge showed the highest pH (12.65) lower levels of aluminum (20.10 g kg-1), phosphorus (1.6 g kg-1), organic matter (368, 6 g kg-1), carbon (213.80 g kg-1), nitrogen (20.88 g kg-1) and sodium (0.61 g kg-1). In treatment with sodium hypochlorite, sodium highest values (4.10 g kg-1) were recorded. The evaluation periods did not influence the concentration of nutrients and heavy metals. Considering Resolution CONAMA n. 375/2006, limed sludge in the ratio of 30% by weight of silt meets the parameters of fecal coliform, being more efficient. You can use the limed sludge in agriculture provided it meets the other requirements explicit in CONAMA Resolution n. 375/2006. / O presente trabalho objetivou avaliar o efeito da combinação entre tratamentos químicos e solarização na higienização e composição química e física do lodo de esgoto resíduo oriundo do sistema de tratamento de efluentes proveniente de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor) da Estação de Tratamento ETE Uberabinha, localizada em Uberlândia-MG. Sabe-se que a presença de agentes patogênicos e metais pesados são os principais limitantes da utilização desse lodo na agricultura. Para tanto, utilizou-se o esquema de parcelas subdivididas no tempo, em delineamento experimental de blocos ao acaso 5x3 + 1, com quatro repetições, em 4 (quatro) épocas de avaliação (0,7,14 e 21 dias), sendo que a época zero (0) correspondia ao tratamento adicional, totalizando 64 subparcelas. Os tratamentos foram constituídos por lodo puro, lodo mais ácido peracético (260 mg L-1), lodo homogeneizado com cal hidratada (CaOH2) na proporção de 30% da massa seca do lodo, lodo com hipoclorito de sódio (2500 mg L-1) e lodo mais quaternário de amônio (2400 mg L-1). O tratamento com cal hidratada reduziu os níveis de coliformes totais e termotolerantes aos 7 dias, após a mistura com o lodo, atendendo aos requisitos determinados na legislação ambiental para uso agrícola. A radiação solar, por si só, não reduziu a concentração de coliformes termotolerantes aos limites aceitáveis pela norma ambiental. Os tratamentos avaliados não ocasionaram diferenças de temperatura na massa do lodo de esgoto. O lodo caleado apresentou os maiores teores de cálcio (302 g kg-1), magnésio (4,2 g kg-1) e sólidos totais, menores teores de Zn, Cu, Cd, Cr, Ni, sólidos voláteis e umidade após a mistura com o lodo de esgoto. Os teores de metais pesados (Zn, Cu, Cd, Cr, Ni e Pb) encontravam-se abaixo dos limites especificados na resolução CONAMA n. 375/2006. O lodo caleado apresentou os maiores valores de pH (12,65), menores teores de alumínio (20,10 g kg-1), fósforo (1,6 g kg-1), matéria orgânica (368, 6 g kg-1), carbono (213,80 g kg-1), nitrogênio (20,88 g kg-1) e sódio (0,61 g kg-1). No tratamento com hipoclorito de sódio, foram registrados os maiores valores de sódio (4,10 g kg-1). As épocas de avaliação não influenciaram na concentração de nutrientes e metais pesados. Considerando a resolução CONAMA n. 375/2006, o lodo caleado na proporção de 30% da massa do lodo atende aos parâmetros de coliformes termotolerantes, sendo mais eficiente. Pode-se utilizar o lodo caleado na agricultura desde que atenda aos demais requisitos explícitos na resolução CONAMA n. 375/2006. / Mestre em Agronomia

The application of biosolids in agricultural soils promotes the recycling of nutrients, improvement in the soil physical, chemical and biological properties through the addition of carbon rich material, thereby improving the environment for plant growth. Furthermore, it is a wise strategy for the waste disposal. However, its use should be handled with caution and taking into consideration mainly soil texture, to avoid problems of contamination of surface and groundwater. The aim of the study was: i) to evaluate the initial growth of Jatropha curcas L in soils with different textures and with different doses of biosolids, ii) to evaluate the absorption of some plant macro and micronutrients; iii) to evaluate the effect of biosolids on soil chemical properties. The study was conducted in a greenhouse using a completely randomized design in a 3 x 4 factorial scheme, with three types of soil textural class (Sand, represented by a Spodosol; Sandy loam, represented by an Ultisol (0-20 cm layer); and Sandy clay loam, represented by an Ultisol (20-40 cm layer) and 4 doses of biosolids (0, 16, 80 and 160 t ha-1), with 3 replications. Plants were grown for 60 days in plastic pots containing 4 kg of soil. Soil moisture was kept at 70% of field capacity. The chlorophyll content and leaf area were measured at harvest. After harvest, shoot and root biomass, and concentrations of P, K, Zn and Cu in plant tissues were determined. Soil samples were collected from each pot after harvest and analyzed for pH, organic matter content, electrical conductivity, cation exchange capacity and concentrations of P, K, Ca, Mg, Na, Al, Zn and Cu . Plant growth was higher in soil with biosolids than in the control soil, regardless of soil texture differences. However, doses over 80 T ha-1 did not cause the plant to growth at the same rate in the soils A and FA, but were more effective in the soil FAA. Biosolids caused increases in soil pH, organic matter, CEC and concentrations of P, Ca, K, Na, Cu e Zn, even though results varied with soil texture and doses of biosolids. The results confirm the advantages of using biosolids, however, they also show the importance of biosolids management in different soils. / A aplicação de biossólido em solos agrícolas se destaca pela viabilização da reciclagem de nutrientes, promoção de melhorias físicas, químicas e biológicas do solo por meio da adição de material rico em carbono, o que proporciona melhor ambiente para o crescimento de plantas e aumento na produtividade agrícola. Além disso, essa prática ainda contribui para a destinação mais racional do biossólido. Porém, seu uso deve ser manejado com cautela e levando-se em consideração principalmente a textura do solo, para evitar problemas de contaminação das águas superficiais e subterrâneas. Os objetivos do estudo foram: i) Avaliar o crescimento inicial de plantas de pinhão manso (Jatropha curcas L) cultivadas em solos com diferentes texturas e tratados com diferentes doses de biossólidos; ii) Avaliar a absorção de alguns macro e micronutrientes pelas plantas; iii) Avaliar o efeito do biossólido nas propriedades químicas do solo. O estudo foi conduzido em casa de vegetação, usando o delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3 x 4, sendo 3 tipos de classe textural de solo (Areia, representada pelo Neossolo, (solo A); Franco Arenosa, representada pela camada de 0-20 cm do Argissolo (solo FA); Franco Argilo Arenosa, representada pela camada de 20-40 cm do Argissolo (solo FAA) e 4 doses de biossólido (0, 16, 80 e 160 toneladas por hectare), totalizando 12 tratamentos, com 3 repetições. As plantas foram cultivadas por 60 dias em vasos plásticos contendo 4 kg de solo, com umidade mantida a 70 % da capacidade de campo. A clorofila e a área foliar foram medidas no dia da colheita. Após a colheita, foram determinadas a biomassa seca da parte aérea e da raiz, e as concentrações de P, K, Zn e Cu nas plantas. Nas amostras de solo coletadas em cada vaso, após a colheita, foram determinados o pH, teor de matéria orgânica, condutividade elétrica, capacidade de troca de cátions e as concentrações de P, K, Ca, Mg, Na, Al, Zn e Cu. O crescimento das plantas foi melhor na presença de biossólido, independente da textura do solo, porém doses acima de 80 T ha-1 não promoveram grandes incrementos na massa seca da parte aérea das plantas nos solos A e FA, mas tiveram efeito mais acentuado no solo FAA. A adição de biossólido resultou em aumentos no pH, na matéria orgânica, na CTC e nas concentrações de P, Ca, K, Na, Cu e Zn no solo, mas esses resultados variaram muito com a textura do solo e a com a dose de biossólido aplicada. Esses resultados confirmam os benefícios do biossólido, mas reafirmam a necessidade de cuidados quanto à sua aplicação nos diferentes tipos de solo.

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