O presente trabalho teve como objetivo principal acompanhar o tratamento do lodo de esgoto gerado na estação de tratamento de esgotos de Jundiaí através da compostagem termofílica em leiras revolvidas mecanicamente sob a perspectiva da higienização e produção de biossólido para uso agrícola, em conformidade com o arcabouço legal existente. Foram monitorados nove lotes de esgoto, entre janeiro e dezembro de 2014. O tempo de acompanhamento de cada lote variou de 64 a 124 dias, com realização de coletas somente após o fim do tratamento, com exceção da temperatura que foi monitorada durante toda a fase termofílica do processo. Os seguintes parâmetros físico químicos foram considerados: temperatura, pH, umidade, sólidos totais e orgânicos, carbono orgânico, nitrogênio, relação C/N, capacidade de troca catiônica CTC, metais pesados e nutrientes. Por sua vez, as variáveis microbiológicas acompanhadas foram: coliformes termotolerantes, Salmonella sp. e ovos de helmintos. Os resultados das análises laboratoriais evidenciaram nítido decaimento microbiano após a compostagem termofílica. Ausência de salmonela já no lodo bruto, remoção total de coliformes termotolerantes e valores abaixo do limite estabelecido pela Resolução CONAMA 375/2006 e instruções normativas do Ministério da Agricultura, com redução média de 80,2 por cento , no que se refere a presença de ovos viáveis de helmintos. O sistema de compostagem também demonstrou capacidade de degradar e estabilizar a matéria orgânica, registrando relação C/N média de 13,70 ao fim dos tratamentos. Mesmo recebendo contribuição industrial, os metais pesados analisados Ar, Ba, Cr, Cd, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se e o Zn estiveram dentro dos limites estabelecidos pela legislação, inclusive na torta de lodo, excetuando Cd e o Ni. Significativa capacidade de troca catiônica média (315,44mmol/kg) e pH médio elevado (9,0) registrados no biossólido podem ter contribuído para a diminuição da concentração destes elementos no produto final. Os resultados também sugerem a disponibilidade de nutrientes (Ca, K, Mg, P e S) às plantas quando da prática do uso de biossólido na agricultura, com incrementos nos valores de Ca, K e Mg no produto final. / The present study aimed to monitor the treatment of the generated sewage sludge treatment plant in Jundiaí sewage through thermophilic composting in windrows mechanically plowed from the perspective of disinfection and production of biosolid for agricultural use, in accordance with the legal framework existing. Nine lots of sewage were monitored between January and December 2014. The monitoring period of time of each lot varied from 64 to 124, with sampling only after the end of treatment, except the temperature was monitored throughout the phase thermophilic process. The following physical-chemical parameters were considered: temperature, pH, moisture, total and organic solids, organic carbon, nitrogen, C/N, cation exchange capacity - CTC, heavy metals and nutrients. In turn, the microbiological variables were monitored: thermotolerants coliforms, Salmonella sp. and helminth eggs. The results of laboratory analyzes showed sharp microbial decay after the thermophilic composting. Salmonella absence already raw sludge, total removal of fecal coliforms and values below the limit established by CONAMA Resolution 375/2006 and regulatory instructions of the Ministry of Agriculture, with an average reduction of 80.2 per cent in relation to the presence of viable helminth eggs. The composting system has also demonstrated ability to degrade and stabilize organic material, recording C/N ratio average of 13.70 after the treatment. Even getting business tax, heavy metals analyzed Ar, Ba, Cr, Cd, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se and Zn were within the limits set by the legislation, including the dewatered sludge, except for Cd and Ni . Significant capacity cation exchange medium (315,44mmol / kg) and high average pH (9.0) recorded in biosolids may have contributed to the decrease in concentration of these elements in the final product. The results also suggest availability of nutrients (Ca, K, Mg, P, and S) to plants when using sewage sludge in agriculture, with increments the values Ca, K and Mg in the final product.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-21Bitstream added on 2014-06-13T21:02:00Z : No. of bitstreams: 1 lima_ast_dr_jabo.pdf: 488777 bytes, checksum: e84221b740a11d0135cbea78c081862b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O lodo de esgoto tem sido utilizado na agricultura com bons resultados, no entanto existe a tendência de utilização de altas doses de lodo de esgoto, que podem contaminar o solo com metais pesados tanto em superfície como em profundidade. Assim mapas de distribuição espacial de metais pesados no solo são fundamentais para o controle de riscos ambientais. Este trabalho teve como objetivos: estudar a variabilidade espacial de metais pesados em múltiplas escalas espaciais, para produzir mapas de interpolação por “krigagem” com melhor qualidade; avaliar a variabilidade espacial de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn verificando a melhor performance dos resultados em função do número de amostras pela estatística clássica e pela geoestatística; determinar a variabilidade dos teores de Cu e Zn em amostras de solo coletadas em diferentes profundidades afim de verificar a mobilidade destes elementos num solo tratado com lodo de esgoto por treze anos. Foram avaliados 4 tratamentos com aplicação de 0, 5, 10 e 20 t ha-1 de lodo de esgoto e retiradas amostras de solo em 18, 33 e 66 pontos nas profundidades de 0 – 20 cm, 20 – 40 cm, 40 – 60 cm, 60 - 80 cm e 80 – 100 cm e determinou-se os teores totais de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn. Todos os elementos estudados apresentaram mapas de isolinhas satisfatórios com 33 pontos de amostragens. As variáveis estudadas apresentaram estrutura de dependência espacial, o que permitiu o seu mapeamento, utilizando-se técnicas geoestatísticas. Os tratamentos que receberam lodo de esgoto apresentaram maior variabilidade espacial que a testemunha. O uso da geoestatística necessitou menor número de sub amostras quando comparado a estática clássica para obtenção de médias representativas. A aplicação de lodo de esgoto proporcionou movimentação de Zn do solo para camada sub superficial de 20 – 40 cm de profundidade e variabilidade espacial / Sewage sludge has been used with good results in agriculture, however there is a tendency to use high doses of sewage sludge, which can contaminate the soil with heavy metals in both surface and depth. Thus maps of spatial distribution of heavy metals in soil are essential for the control of environmental risks. This study aimed to: study the spatial variability of heavy metals at multiple spatial scales to produce maps of kriging interpolation with better quality, assess the spatial variability of Cd, Cu, Ni, Pb and Zn by checking the results in better performance the number of samples by classical statistics and geostatistics, the variability of Cu and Zn in soil samples collected at different depths in order to verify the mobility of these elements in soil treated with sewage sludge for thirteen years. We evaluated four treatments with application of 0, 5, 10 and 20 t ha1 of sewage sludge and soil samples taken at 18, 33 and 66 points in depths from 0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80 and 80 - 100 cm and it was determined the total contents of Cd, Cu, Ni, Pb and Zn. All the elements studied showed satisfactory contour maps with 33 sampling points. The variables showed spatial dependence structure, which allowed its mapping, using geostatistical techniques. The treatments that received sewage sludge had a higher spatial variability than the control. The use of geostatistics required less number of sub samples when compared to classical static to obtain representative averages. The application of sewage sludge provided movements of soil Zn for subsurface layer from 20 - 40 cm depth and spatial variability

A reciclagem agrícola do lodo de esgoto devidamente tratado é uma boa opção, pois transforma o resíduo orgânico em um importante insumo agrícola. Entretanto, a aplicação do lodo de esgoto pode alterar a quantidade e a estabilidade da matéria orgânica do solo. Com a presente pesquisa, objetivou-se avaliar os efeitos de doses de lodo de esgoto na matéria orgânica de dois solos (um Latossolo Vermelho distrófico sob floresta de eucalipto e um Latossolo Vermelho distroférrico sob cultivo de milho) por meio de técnicas quantitativas e espectroscópicas. O experimento I, sob cultivo de milho, foi instalado em Jaguariúna-SP, constituiu-se de 5 doses acumuladas de lodo de esgoto da ETE de Barueri, aplicadas de 1999 a 2005: 0; 30; 60; 120 e 240 t ha-1 (em base seca). O experimento II, sob floresta de eucalipto, foi instalado em dezembro de 2004, em área comercial da empresa da Suzano Papel e Celulose, em Angatuba - SP. Aplicou-se, uma única vez, 4 doses de lodo de esgoto da ETE de Jundiaí (0; 7,7; 15,4 e 23,1 t ha-1 em base seca). Nas amostras de solo foram determinados os conteúdos de carbono, por meio de análise elementar (CHN), e então, calculou-se o grau de humificação da matéria orgânica utilizando a Fluorescência Induzida por Laser (FIL). Com base nesses resultados, foram selecionadas algumas amostras para o fracionamento químico da matéria orgânica do solo e, por meio de técnicas espectroscópicas (FTIR, UV-vis, RMN e Fluorescência de UV-vis), foi realizado um estudo aprofundado da influência do lodo de esgoto nas substâncias húmicas do solo, bem como, em seu estágio de humificação. Pode-se verificar um aumento na concentração de carbono no solo com a aplicação do lodo de esgoto em ambos experimentos, bem como um aumento da alifaticidade e, conseqüentemente, diminuição da aromaticidade das substâncias húmicas, resultado da incorporação de matéria orgânica fresca, não compostada / Agricultural recycling of sewage sludge treated properly is a good option, since it transforms organic waste into a major agricultural input. However, the application of sewage sludge can alter the amount and stability of soil organic matter. The present work aimed to evaluate the effects of sewage sludge levels on organic matter from two different soils (an Oxisol under eucalyptus forest and an Oxisol under corn) through quantitative and spectroscopy techniques. The experiment, under corn, was installed in Jaguariuna-SP, consisted of 5 accumulated levels of sewage sludge from ETE Barueri, implemented from 1999 to 2005: 0, 30, 60, 120 and 240 t ha-1. Experiment II, in eucalyptus forest, was installed in December 2004, the commercial company Suzano Papel e Celulose, in Angatuba - SP. Applied only once, 4 doses of sewage sludge from Seawater Sewage Treatment from Jundiai (0, 7.7, 15.4 and 23.1 t ha-1 on a dry basis). Soil samples were determined carbon content by means of elemental analysis (CHN), and then calculated the degree of humification of organic matter using Laser Induced Fluorescence (LIF). Based on these results, we selected some samples for chemical fractionation of soil organic matter, and by means of spectroscopic techniques (FTIR, UV-vis, NMR and Fluorescence UV-vis), was conducted a detailed study of the influence of sludge sewage humic substances on the ground as well as on their stage of humification. One can observe an increase in the amount of carbon in the soil application of sewage sludge in both experiments, as well as an increase in aliphaticity and consequently decreased aromaticity of humic substances, resulting from the incorporation of fresh organic matter, noncomposted

A avaliação quantitativa de risco microbiológico é o processo utilizado para estimar a probabilidade de infecção, doença ou morte após exposição a microrganismos patogênicos presente em águas, biossólidos, alimentos e ar. Essa pesquisa tem como objetivo descrever o estado da arte da avaliação qualitativa de risco microbiológico associadas a águas e biossólidos, bem como descrever as abordagens e etapas utilizadas na condução do processo, relatar a aplicabilidade e discutir as dificuldades e necessidades na condução da AQRM. Sendo uma pesquisa de caráter descritivo-explicativo, realizou-se revisão de literatura sobre a temática nas seguintes bases de dados: Scielo, LILACS, DEDALUS, MEDLINE e PUBMED e nos documentos produzidos pela Organização Mundial de Saúde e U.S. Environmental Protect Agency. Na literatura consultada verificou-se que a AQRM vem sendo utilizada desde o início da década de 1980 para estimar os riscos à saúde humana. Existem diferentes abordagens utilizadas na condução da ferramenta, diferem na forma de organizar e sistematizar as informações, porém são similares. A abordagem mais utilizada é a proposta pela NRC e consta de quatro etapas: identificação do perigo, avaliação de exposição, avaliação de dose-resposta e caracterização do risco. Constatou-se que a avaliação de exposição apresentase como a etapa mais complexa da AQRM, devido a: i) limitações metodológicas na determinação da concentração e viabilidade dos patógenos em águas e biossólidos e ii) escassez de dados de exposição e de consumo. Verificou-se que a utilização da ferramenta é proeminente na avaliação dos riscos decorrentes da exposição à patógenos presentes em águas de consumo, recreacionais e residuárias, bem como os decorrentes da exposição a solos e cultivos agrícolas fertilizados com biossólidos. É uma ferramenta que assume relevância no cenário internacional vem se consolidando no estabelecimento de valores-limite de patógenos presentes em diversas fontes, no desenvolvimento de normas, guias e legislações, bem como para discussões e implementação de planos de segurança da água e alimentar. Porém, é uma ferramenta pouco conhecida e empregada em nosso país que pode vir a atender às demandas atuais relacionadas a águas e biossólidos, tais como: i) estabelecimento de valores-limite e risco tolerável para patógenos, ii) proposição de métodos de tratamento e controle, iii) criação e revisão de normas, regulamentações e leis e iv) implementação de políticas públicas que visem a promoção e proteção da saúde humana / The quantitative microbial risk assessment is the process used to estimate the probability of infection, disease or death after exposure to pathogenic microorganisms present in water, biosolids, food and air. This research aims to describe the state of the art of quantitative microbial risk assessment associated with water and biosolids, and to describe the approaches and steps used in conducting the proceedings, report the applicability and discuss the difficulties and needs in the conduct of QMRA. As a search with a descriptive-explanatory character, there was a literature review on the subject on the following databases: SciELO, LILACS, DEDALUS, MEDLINE, PUBMED and in documents produced by the World Health Organization and the U.S. Environmental Protection Agency. In literature it was found that the QMRA has been used since the early 1980s to estimate the risk to human health. There are different approaches used in the conduct of the tool, they differ in the way of organizing and systematizing the information, but they are similar. The most used approach is the one proposed by the NRC and consists of four steps: hazard identification, exposure assessment, doseresponse assessment and risk characterization. It was found that the exposure assessment is presented as the most complex steps of QMRA due to: i) methodological limitations in determining the concentration and viability of pathogens in water and biosolids, and ii) lack of exposure data and consumption. It was verified that the use of the tool is prominent in assessing the risks from exposure to pathogens in drinking water, recreational water and wastewater, as well as from exposure to soils and crops fertilized with biosolids. It is a tool that is relevant in the international arena and has been consolidated in the establishment of limit values of pathogens present in different sources, in developing standards, guidelines and laws, as well as for discussion and implementation of plans for water and food security. However, it is a relatively unfamiliar tool used in our country that can come to attend current demands related to water and biosolids, such as: i) establishment of limit values for pathogens and tolerable risk, ii) proposition of methods of treatment and control, iii) creation and revision of standards, regulations and laws and iv) implementation of public policies for promotion and protection of human health

O tratamento de esgoto gera um resíduo, o lodo de esgoto, que tem potencial para promover o crescimento de plantas e aumentar a produtividade de cultivos. O objetivo geral do trabalho desenvolvido foi avaliar como esse resíduo aplicado em plantações de eucalipto altera os estoques de C e N, aspectos do processo fotossintético, da área e nutrientes foliares. O estudo foi conduzido na estação experimental de Itatinga - ESALQ/USP, com aplicação de doses até 40 t/ha de biossólido para cultivo de Eucalyptus grandis. Considerando a biomassa total acima do solo, os eucaliptos que receberam 10 t/ha de biossólido + K e P mineral (10+KP) e adubação mineral completa (AD) produziram, em média, 107,5 t/ha, 63% a mais do que a testemunha; além de maiores valores de conteúdo de C e N na biomassa. Não houve diferenças significativas entre os tratamentos para os conteúdos totais de C (F = 1,3450; p = 0,3096), N (F = 1,2183; p = 0,3536) e conteúdo de N mineral (F = 0,5192; p = 0,7218) no solo. Apenas o C do solo determinado por oxidação úmida foi alterado. A dose de 10 t/ha propiciou aumentos no C Walkley e Black em relação às maiores doses, mostrando que o desenvolvimento das árvores é mais importante para propiciar entradas de material orgânico no sistema do que a própria aplicação do biossólido. A utilização de biossólido alcalino, em superfície, propiciou baixas taxas de decomposição aos 5 anos após aplicação e não contribuiu para aumentar os estoques totais de C e N no solo. Os eucaliptos que receberam nutrientes, seja pela adubação mineral, seja pela aplicação de biossólido apresentaram maior área foliar. A diferença entre o maior IAF (4,3), do tratamento 40+K, e o controle superou uma unidade. As doses de biossólido polimerizado foram correlacionadas positivamente com os teores foliares de N, P, S, e Zn e com a clorofila do eucalipto com 3 meses de idade. Esse biossólido pode aumentar a fotossíntese líquida, quando as medições são realizadas no período da manhã, sendo também capaz de promover aumentos na eficiência do uso da água e no desenvolvimento de eucaliptos jovens. / The wastewater treatment generates a residue, the sewage sludge, that has potential to promote plants growth and to increase its productivity. The general aim of this research was to evaluate how the applied residue in eucalypt plantations modify C and N stocks, aspects of the photosynthetic process, leaf area and leaf nutrients. The study was developed at the experimental station of Itatinga - ESALQ/USP. The experiment was installed with application of rates up to 40 t/ha of biosolids in Eucalyptus grandis plantation. Considering the total biomass above the soil, the eucalypts that received 10 t/ha of biosolids + K and P mineral (10+KP) and complete mineral fertilization (AD) produced, on average, 107.5 t/ha, which represents 63% more than control treatment and larger values of C and N contents in the biomass. There were not significant differences among the treatments for total contents of C (F = 1.3450; p = 0.3096), N (F = 1.2183; p = 0.3536) and mineral N (F = 0.5192; p = 0.7218) in the soil. Just the soil carbon content, determined by wet oxidation, was altered. The 10 t/ha biosolids rate increased the Walkley and Black C in relation to the largest doses, showing that trees development is more important to input organic material in the system than the biosolids application. The alkaline biosolids application to the soil surface resulted in low decomposition rates, 5 years after application, and did not contribute to increase C and N total stocks in the soil. The eucalypts that received nutrients even by mineral fertilization or by biosolids application, presented larger leaf area. The difference between the higher LAI (4.3) observed (treatment 40+K) and the control treatment was one unit. The polymeric biosolids rates were positively correlated with N, P, S, and Zn concentrations and with chlorophyll in eucalypts leaves at 3 months of age. The studied biosolid can increase net photosynthesis, being also capable to promote the water use efficiency and young eucalypts development.

Objetivou-se com este trabalho avaliar o potencial agrícola do lodo de esgoto produzido no estado de São Paulo, bem como, verificar a possibilidade de interação entre a composição química e a abundância relativa de bactérias no lodo. Foram realizadas coletas de amostra de lodo de esgoto em 19 estações de tratamento de esgoto, em três épocas distintas. Nas amostras provenientes das três épocas foram determinados as concentrações dos 16 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) listados como prioritários no monitoramento ambiental pela USEPA (acenafteno, acenaftileno, antraceno, benzo(a)antraceno, benzo(a)pireno, benzo(b)fluoranteno, benzo(ghi)perileno, benzo(k)fluoranteno, criseno, dibenzo(a,h)antraceno, fenantreno, fluoranteno, fluoreno, indeno(1,2,3-cd)pireno, naftaleno e pireno). Nas amostras da segunda época de coleta, além da presença de HPAs, determinou-se as concentrações de poluentes orgânicos emergentes (hormônios, produtos farmacêuticos e produtos de uso industrial), realizou-se a caracterização completa segundo a Resolução CONAMA 375/2006 (umidade, pH, N-Kjeldahl e inorgânico, carbono orgânico, cálcio, potássio, fósforo, magnésio, enxofre, boro, cobre, ferro, níquel, manganês, molibdênio, selênio, zinco, alumínio, arsênio, bário, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e sódio) e a caracterização da comunidade bacteriana através de metodologia independente de cultivo (sequenciamento illumina). Os macronutrientes em maiores concentrações no lodo de esgoto são: N > Ca > S > P > Mg > K. Os elementos inorgânicos Ni e Zn apresentaram concentração superior à máxima permitida para utilização agrícola pela resolução Conama 375/2006 em 1 e 3 amostras, respectivamente. A substância inorgânica que mais limita o enquadramento do lodo de esgoto como adubo orgânico (Instrução Normativa 27/2006) é o Hg. Os compostos benzilparabeno, bisfenol AF (BPAF), ácido perfluorooctanoico (PFOA) e tetrabromobisfenol A (TBBPA) não foram detectados. Por outro lado, cimetidina, metilparabeno, bisfenol A (BPA) e triclocarban foram detectados nas 19 amostras avaliadas. O composto presente em maior concentração é o triclocarban. As concentrações de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos são baixas, de acordo com a norma Europeia. Os filos Proteobacteria e Bacteroidetes estão presentes em maior abundância relativa. Existe uma comunidade bacteriana núcleo nas estações de tratamento de esgoto do estado de São Paulo, composta por 81 gêneros, presentes nas 19 ETEs avaliadas, dos quais, os que estão em maior abundância relativa são Treponema, Clostridium, Propionibacterium, Syntrophus e Desulfobulbus. A elevação do pH a valores próximos de 12 reduz a diversidade microbiana. Considerando a abundância relativa e a composição química do lodo de esgoto, as estações podem ser agrupadas em três grupos distintos, sendo que um deles é influenciado principalmente pelos teores de Ca, Zn e Cu, o outro pelos teores de Fe e S e o terceiro grupo que foi influenciado pelos demais fatores avaliados. / The aim of this work was to evaluate the agricultural potential of sewage sludge produced in the São Paulo state - Brazil, as well as to verify the possibility of interaction between the chemical composition and sewage sludge bacterial abundance. Samples were collected from 19 wastewater treatment plants in three different periods. On the samples from the three times were determined the presence and concentrations of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (HPAs) that are listed as priorities in environmental monitoring by the USEPA (acenaphthene, acenaphthylene, anthracene, benzo (a) anthracene, benzo (a) pyrene, benzo (b) fluoranthene, benzo (ghi) perylene, benzo (k) fluoranthene, chrysene, dibenz (a, h) anthracene, phenanthrene, fluoranthene, fluorene, indeno (1,2,3-cd) pyrene, naphthalene and pyrene). On the samples of the second collect time, besides HPAs, were determined the concentrations of emerging organic pollutants (hormones, pharmaceuticals and industrial products). It was performed the complete characterization according to CONAMA 375/2006 (moisture, pH, Kjeldahl and inorganic Nitrogen, organic carbon, calcium, potassium, phosphorus, magnesium, sulfur, boron, copper, iron, nickel, manganese, molybdenum, selenium, zinc, aluminum, arsenic, barium, cadmium, chromium, lead, mercury and sodium); and characterization of bacterial communities through cultivation-independent methods (Illumina sequencing). Macronutrients in higher concentrations in sewage sludge are: N > Ca > S > P > Mg > K. The inorganic elements Ni and Zn showed up in higher concentration than the maximum allowable for agricultural use by CONAMA Resolution 375/2006, at 1 and 3 samples, respectively. The inorganic element that most limits sewage sludge usage as organic fertilizer (MAPA, 2006) is the Hg. The compounds benzylparaben, bisphenol AF (BPAF), perfluorooctanoic acid (PFOA) and tetrabromobisphenol A (TBBPA) were not detected. On the other hand, methylparaben, cimetidine, bisphenol A (BPA) and triclocarban were detected in all 19 samples. The compound present in highest concentration is triclocarban. The concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons are low, according to the European standard. Proteobacteria and Bacteroidetes phyla are present in greatest relative abundance. There is a bacterial core in the sewage sludge treatment plants of the São Paulo State, comprising 81 genera present in all WWTPs evaluated. Those who are at a higher relative abundance are Treponema, Clostridium, Propionibacterium, Syntrophus and Desulfobulbus. The elevation of pH to values close to 12 reduces the microbial diversity. Considering the relative abundance and chemical composition of sewage sludge, the stations can be grouped into three distinct groups, one of which is influenced mainly by Ca, Zn and Cu, the other by Fe and S and the third group that was influenced by the others evaluated factors.

Biosolids are valuable products which can be beneficially used in land application. However, the possibility of serious health effects on humans due to several pollutants in biosolids creates a big concern. To address this issue, risk-based methodologies are commonly used to evaluate health effects associated with the land application of biosolids. This study aims to investigate the health risks associated with ingestion of biosolids or soil mixed with biosolids by a child. This study is the first health risk assessment study in Turkey for land application of biosolids. Monthly sludge samples taken from Ankara Central Wastewater Treatment Plant (ACWWTP) in 2012 were analyzed for seven heavy metals (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn), and two organic contaminants (PCB and NPE) concentrations. To calculate health risks, methodologies developed by U.S. Environmental Protection Agency (U.S. EPA) and French National Institute for Industrial Environment and Risks (INERIS) were used. With both methods, cancer and non-cancer risks for the ingestion by a child pathway were determined and found to be below the acceptable cancer and non-cancer risk levels suggested by U.S. EPA and INERIS. Additionally, same health risk calculations were conducted for sludge and soil limit values provided in Turkish Regulation for the Use of Sewage Sludge in Agriculture (2010) to determine what the maximum health risk would be for the worst case scenario in Turkey. According to the results, even if the concentrations are at the maximum possible regulatory levels, the health risks are still low.

Orientador: Wanderley José de Melo / Resumo: O lodo de esgoto (LE) tem sido usado em muitos países em substituição parcial aos fertilizantes minerais. Em regiões de clima tropical a falta de estudos quanto ao comportamento dos metais pesados no solo ao longo do tempo tem limitado seu uso. O objetivo do trabalho foi avaliar os métodos de extração: Mehlich-1, USEPA 3050b e método de Jackson, quanto sua disponibilidade em função da aplicação de lodo e acúmulo dos teores de Cromo (Cr) e Chumbo (Pb) no solo. Verificou-se que, mesmo com aplicação de altas doses de Cr via LE a disponibilidade do Cr é baixa, e tem mais influência do tempo que do acréscimo do metal. O método de digestão da USEPA 3050b não apresentou sensibilidade para diferenciar o balanço do Cr em função dos tratamentos. Para extração do Cr em Latossolos de regiões de clima tropical a digestão fluorídrica juntamente com o extrator Mehlich-1 são os mais recomendados para a extração. Para o Pb o método de extração da USEPA 3050b, demonstrou de forma eficiente a diferença nos teores e no acúmulo de Pb nos diferentes tratamentos. O acréscimo de Cr e Pb via LE não influenciaram as culturas, não sendo identificados valores fitotóxicos nas plantas, nem acúmulo de Cr e Pb no grão. / Abstract: Sewage sludge (LE) has been used in many countries as a partial replacement for mineral fertilizers. In regions of tropical climate the lack of studies on the behavior of heavy metals in the soil over time has limited its use. The objective of this work was to evaluate the extraction methods: Mehlich-1, USEPA 3050b and Jackson method, as well as its availability as a function of sludge application and accumulation of Chromium (Cr) and Lead (Pb) levels in the soil. It has been found that even with high doses of Cr via LE the availability of Cr is low, and has more time influence than the addition of the metal. The USEPA 3050b digestion method showed no sensitivity to differentiate the Cr balance depending on the treatments. For extraction of Cr in Latosols of regions of tropical climate the fluoride digestion together with Mehlich-1 extractor are the most recommended for the extraction. For Pb, the USEPA 3050b extraction method efficiently demonstrated the difference in Pb levels and accumulation in the different treatments. The addition of Cr and Pb via LE did not influence the cultures, neither phytotoxic values were identified in the plants nor Cr and Pb accumulation in the grain. / Mestre

Submitted by M?rden L?les (marden.inacio@ufvjm.edu.br) on 2016-07-14T23:36:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) LARYSSA FERNANDA DA SILVA GON?ALVES.pdf: 1160314 bytes, checksum: ad7dceab053713b61a467e3c536ff459 (MD5) / Rejected by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br), reason: Inserir t?tulo em ingl?s Renomear arquivo em caixa baixa e _ on 2016-07-18T15:02:43Z (GMT) / Submitted by M?rden L?les (marden.inacio@ufvjm.edu.br) on 2016-07-19T20:37:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Laryssa Fernanda da Silva Gon?alves.pdf: 1160314 bytes, checksum: ad7dceab053713b61a467e3c536ff459 (MD5) / Rejected by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br), reason: renomear arquivo on 2016-07-21T16:57:43Z (GMT) / Submitted by M?rden L?les (marden.inacio@ufvjm.edu.br) on 2016-07-21T17:37:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Laryssa_Fernanda_ da_ Silva_Gon?alves.pdf: 1160314 bytes, checksum: ad7dceab053713b61a467e3c536ff459 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2016-07-22T15:34:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Laryssa_Fernanda_ da_ Silva_Gon?alves.pdf: 1160314 bytes, checksum: ad7dceab053713b61a467e3c536ff459 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Laryssa_Fernanda_ da_ Silva_Gon?alves.pdf: 1160314 bytes, checksum: ad7dceab053713b61a467e3c536ff459 (MD5) Previous issue date: 2016 / RESUMO Gon?alves, L. F. S. Estudo da composi??o do bioss?lido para avalia??o do potencial energ?tico. 2015, 57 p. Disserta??o (Mestrado em Qu?mica). Faculdade de Ci?ncias Exatas e Tecnol?gicas ? Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Diamantina, 2015. O crescimento desordenado da popula??o faz com que se tornem necess?rios novos estudos a respeito de diferentes fontes de combust?veis renov?veis. Uma dessas fontes ? o bioss?lido de esgoto, representado pelo ac?mulo de s?lidos suspensos e pela prolifera??o de micro-organismos. No presente trabalho foi realizada a caracteriza??o f?sico-qu?mica do bioss?lido, avaliando seu teor de umidade, cinzas e material vol?til. Essas an?lises foram feitas de acordo com m?todos ASTM. Tamb?m foi feita a an?lise elementar do bioss?lido e a extra??o do bio-?leo. A caracteriza??o do bio-?leo foi realizada atrav?s da espectroscopia de infravermelho. Assim os dados obtidos foram usados na classifica??o por An?lise das Componentes Principais e An?lise Hier?rquica por Agrupamento, onde foi poss?vel diferenciar as amostras de cada local coletado. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2015. / ?rea de Concentra??o: Qu?mica Anal?tica. / ABSTRACT Gon?alves, L. F. S. Study of biosolids composition to assess the energy potential. 2015, 57 p. Dissertation Stricto Sensu Post-Graduate Program in Chemistry. Faculdade de Ci?ncias Exatas e Tecnol?gicas ? Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Diamantina, 2015. The uncontrolled growth of the population makes necessary as new studies on different sources of renewable fuels. One such source is the sewage sludge, suspended solids represented by accumulation and the proliferation of microorganisms. In the present work was carried out physico-chemical characterization of sludge, evaluating its moisture, ash, volatile material. These analyzes were made according to ASTM methods. Also elemental analysis was made of sludge and extraction of bio-oil. The characterization of the bio-oil was accomplished by infrared spectroscopy. Thus the data obtained were used in the rating analysis of Principal Component Analysis and Hierarchical Clustering, where it was possible to differentiate the samples collected at each location.

Achieving microbial compliance levels in biosolids storage is complicated by the unpredictable increase of Escherichia coli (E. coli), which serves as an important indicator for pathogen presence risk. Meeting required microbial specifications validates sludge treatment processes and ensures that a safe product is applied to agricultural land. Controlled indicator monitoring provides confidence for farmers, retailers and the food industry, safeguarding the sludge-to-land application route. Following mechanical dewatering biosolids products are stored before microbial compliance testing permits agricultural application. During storage, concentrations of E. coli bacteria can become elevated and prevent the product from meeting the conventional or enhanced levels of treatment outlined in The Safe Sludge Matrix guidelines. Literature research identified innate characteristics of sludge and ambient environmental parameters of storage which are factors likely to influence E. coli behaviour in stored biosolids. The research hypothesis tested whether E. coli growth and death in dewatered sewage sludge can be controlled by the modification of physical-chemical factors in the cake storage environment. Parameters including nutrient availability, temperature, moisture content and atmospheric influences were investigated through a series of laboratory-scale experiments. Controlled dewatering and the assessment of modified storage environments using traditional microbial plating and novel flow cytometry analysis have been performed. At an operational scale, pilot trials and up-scaled monitoring of the sludge storage environment have been conducted enabling verification of laboratory results. Understanding the dynamics of cell health within the sludge matrix in relation to nutrient availability has provided a valuable understanding of the mechanisms that may be affecting bacterial growth post-dewatering. The importance of elevated storage temperatures on E. coli death rates and results showing the benefits of a controlled atmosphere storage environment provide important considerations for utilities.