The objective of this work focused on the construction of a decentralized model of solid waste management in Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia (EAF-Udi) in order to contribute to the fulfilment of the seventh Millennium Development Goal - Ensure Environmental Sustainability - translated it into local actions. Reports specifically to one of the indicators of this goal, the tenth one, which is to reduce by half until 2015, the proportion of people without sustainable access to drinking water and sanitation, through the adoption of policies and environmental programs. The specific issue to be addressed is contained in part of sanitation concerns and decentralized management of solid waste from School Agrotécnica Federal de Uberlândia, involving the entire school community through environmental health education projects with actions to reduce of waste and to change the destination of it, improving quality of life of every body involved. For the construction of an effective managerial model began with the Differentiated Collection of solid waste generated in the institution, separating them into dry and wet. Later it was made the recovery of dry and wet, giving them the correct destination. The dried were separated by categories (cardboard, PET bootle, cans and plastics) and were sent to reverse logistics. The wet ones, which consisted of organic stuff were reused to their composting in a place of the school. With the effective participation of the community, it was possible to get a significant reduction in the amount of waste brought to the landfill site, guaranteeing a sustainable management. This work contributes for the improvement of life of people. It could be imitated by education institutions similar to the search imitated by other municipalities. / O objetivo deste trabalho foi a construção de um modelo de gestão descentralizada de resíduos sólidos na Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia (EAF-Udi), em 2007, a fim de contribuir para o cumprimento da sétima Meta de Desenvolvimento do Milênio Garantir a Sustentabilidade Ambiental - traduzindo-a em ações locais. A pesquisa reporta especificamente a um dos indicadores desta meta, o décimo, que é o de reduzir pela metade, até 2015, a proporção da população sem acesso permanente e sustentável à água potável e a serviços de saneamento, por meio da adoção de políticas e programas ambientais. A questão específica que se aborda está contida em uma das vertentes do saneamento e diz respeito à gestão descentralizada de resíduos sólidos da Escola Agrotécnica Federal de Uberlândia, a qual envolveu toda a comunidade escolar por meio de projetos de educação sanitária e ambiental, com ações para redução do desperdício e para a mudança na destinação dos resíduos, promovendo assim a melhoria da qualidade de vida de todos os envolvidos. Para a construção de um efetivo modelo gerencial iniciou-se com a Coleta Diferenciada dos resíduos sólidos gerados na Instituição, separando-os em secos e molhados, dando-lhes um destino correto Os secos foram separados por categorias (papelão, PET, latas e plásticos) e submetidos à logística reversa. Os molhados, que constaram de material putrescível, foram reaproveitados para a compostagem em um local na própria escola e o composto formado foi utilizado no setor de horticultura e no viveiro da Instituição. Com a efetiva participação da comunidade, obteve-se, como conseqüência, uma redução significativa na quantidade de resíduos levados ao aterro sanitário local, garantindo uma gestão sustentável. Este trabalho contribui efetivamente para a qualidade de vida das pessoas envolvidas e pode ser adotado tanto por instituições de educação similares à pesquisada quanto por outros municípios. / Mestre em Engenharia Civil

O estudo da diversidade viral em amostras ambientais tem se tornado cada vez mais importante devido a funções-chave desempenhadas por esses organismos. Estudos recentes têm fornecido evidências de que vírus de bactérias (bacteriófagos) podem ser os principais determinantes em ciclos biogeoquímicos de grandes ecossistemas, além de atuarem no fluxo de genes entre comunidades ambientais e na plasticidade funcional das mesmas frente a estresses ambientais. Neste trabalho, propomos a investigação e caracterização da diversidade viral presente em amostras de compostagem através de abordagens não dependentes e dependentes de cultivo. Na primeira abordagem, coletamos amostras seriadas de uma unidade de compostagem do zoológico de São Paulo para realização de sequenciamento metagenômico. O conjunto de sequências gerado foi extensivamente minerado (data-mining) para a produção de resultados de diversidade e abundância de táxons virais ao longo do processo de compostagem. Adicionalmente, procedemos com a montagem e recuperação de sequências virais candidatas a genomas completos e/ou parciais de novos vírus ambientais. Os dois protocolos computacionais utilizados para a mineração de dados encontram-se definidos e automatizados, podendo ser aplicados em quaisquer conjuntos de dados de sequenciamento metagenômico ou metatranscritômico obtidos através da plataforma Illumina. A segunda abordagem correspondeu ao isolamento e caracterização de novos fagos de Pseudomonas obtidos de amostras de compostagem. Três novos fagos foram identificados e tiveram os seus genomas sequenciados. A caracterização genômica desses fagos revelou genomas com alto grau de novidade, insights sobre a evolução de Caudovirales e a presença de genes de tRNA, cuja função pode estar relacionada com um mecanismo dos fagos para contornar o viés traducional apresentado pela bactéria hospedeira. A caracterização experimental dos novos fagos isolados demonstrou grande potencial para lise e dissolução de biofilme da cepa Pseudomonas aeruginosa PA14, conhecida como agente causador de infecções hospitalares em pacientes imunodeprimidos. Em suma, os dados reunidos nesta dissertação caracterizam a diversidade presente no viroma da compostagem e contribuem para o entendimento dos perfis taxonômico, funcional e ecológico do processo. / The study of the viral diversity in environmental samples has become increasingly important due to key-roles that are performed by these organisms in our ecosystems. Recent publications provide evidence that viruses of bacteria (bacteriophages) may be key-players in biogeochemical cycles of large ecosystems, as oceans and forests. Besides, they may also be determinant in the genes flux among populations and in the plasticity of the communities face to environmental stresses. In this work, we propose the investigation and characterization of the viral diversity in composting samples through non-culturable and culturable-dependent approaches. In the first approach, we sampled a composting unit from the Sao Paulo Zoo Park in different time points and proceeded with metagenomic sequencing. The dataset generated was extensively mined to provide results of diversity and abundance of viral taxa through the composting process. Additionally, we proceeded with the assembly and retrieval of candidate sequences to partial or/and complete viral genomes. The two computational protocols were automatized as pipelines and can be applied to any metagenomic dataset of illumina reads. The second approach refers to the isolation and characterization of new Pseudomonas phages obtained from composting samples. Three new phages were identified and their genomes were sequenced. A detailed characterization of these genomes revealed high degree of novelty, insights about evolution of tailed-phages and the presence of tRNA genes, which may be related to a mechanism to bypass host translational bias. The experimental characterization of the new phages demonstrated great potential to lyse bacterial cells and to degrade Pseudomonas aeruginosa PA14 biofilms. In short, the data presented in this dissertation shed light to the composting virome diversity, as well as to the functional and ecological profiles of viruses in the composting environment.

Áreas alagadas construídas (wetlands construídas) são sistemas de tratamento de efluentes líquidos domésticos e industriais que reproduzem \"ecossistemas naturais\" manejáveis, nos quais as macrófitas aquáticas desempenham importantes funções, promovendo a remoção de poluentes e contaminantes hídricos. No entanto, as taxas de crescimento das macrófitas são elevadas, requerendo, periodicamente, a retirada do excedente para otimizar a eficiência do sistema, acarretando na geração de um resíduo orgânico. Dentro desse contexto, procurou-se, nessa pesquisa, avaliar o potencial de uso das macrófitas aquáticas como um adubo orgânico (via compostagem), considerando as plantas provenientes do sistema de áreas alagadas construídas da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), da comunidade de Emaús, em Ubatuba, litoral norte do Estado de São Paulo. Para tanto foram utilizadas as espécies Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes e Lemna minor, em diferentes tratamentos: T1 - 20% do volume de macrófitas e 80% do volume de resíduo sólido domiciliar orgânico (RSD); T2 - 100% macrófitas e T3 - 60% do volume de macrófitas e 40% de (RSD), buscando-se avaliar o processo da compostagem, a qualidade do adubo frente à legislação (variáveis físicas, químicas e biológicas) e possíveis efeitos tóxicos (testes ecotoxicológicos agudos utilizando organismos terrestres e aquáticos). Os resultados obtidos demonstram que a utilização das macrófitas aquáticas como adubo orgânico, por meio do processo de compostagem, é uma alternativa viável, reduzindo o descarte da biomassa retirada do sistema. No entanto, a utilização das macrófitas aquáticas, de forma isolada (T2), não é pertinente, pois o processo é mais lento e não atinge a temperatura considerada ideal, o que ocorre somente após adição de RSD (T1 e T3). Em relação aos macro e micro nutrientes, metais pesados e organismos patogênicos todos os tratamentos se enquadram nos limites recomendados. No entanto, a adição de RSD (T1 e T3) tornou o adubo orgânico menos apropriado ao uso (maior toxidade aos organismos terrestres e aquáticos), o que está associado ao aumento da condutividade elétrica. No adubo proveniente das macrófitas aquáticas (T2) não foi verificada toxidade aos organismos terrestres, ocorrendo efeitos deletérios aos organismos aquáticos somente na utilização de 75% do percolado. Concluiu-se, portanto, que o uso da biomassa vegetal é possível, desde que em conjunto ao RSD em proporções adequadas, evitando-se, nesse caso, alimentos condimentados, uma vez que a elevada salinidade dos mesmos, associado aos conservantes, torna-se prejudicial à biota, podendo comprometer o uso do composto orgânico. / Constructed wetlands are treatment systems for domestic and industrial liquid wastes which reproduce manageable \"natural ecosystems\", in which aquatic macrophytes play important roles, promoting pollutants and water contaminants removal. However, the macrophytes growth rates are high, requiring periodical surplus removing to improve the system efficiency, generating an organic residue. Taking this into account, this research aimed to evaluate the potential use of aquatic macrophytes as organic fertilizer, through the compositing of plants form the constructed wetlands system of the Sewage Treatment Plan of Emaus Community, Ubatuba, São Paulo State northern coast. The species Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes and Lemna minor had been used in different treatments: T1 - 20% of the macrophytes and 80% of the organic household solid waste, T2 - 100% macrophytes and T3 - 60% of macrophytes and 40% of organic household solid waste, aiming to evaluate the compositing process; the quality of fertilizer (physical, chemical and biological parameters), in accordance with regulatory thresholds; and the possible toxic effects (through acute ecotoxicological tests with terrestrial and aquatic organisms). The results showed that the use of aquatic macrophytes as organic fertilizer, through the process if composting, is a viable alternative which could reduces the disposal of biomass removed from the system. However, the use of aquatic macrophytes alone (T2) is not pertinent because the process is slower and does not reach the ideal temperature, which occurs only after addition of organic household solid waste (T1 and T3). For macro and micro nutrients, heavy metals and pathogens all treatments fitted in the recommended limits. However, the addition of organic household solid waste (T1 and T3) resulted in greater toxicity of the compost to the aquatic and terrestrial organisms, which was associated to increase electrical conductivity. Toxicity to terrestrial organisms had not been observed for fertilizer deriving from aquatic macrophytes alone (T2), but a 75% dilution of the leachate from this treatment caused deleterious effects to aquatic organisms. It can be conclude that the use of plant biomass is suitable when associated to appropriate proportions of organic household solid waste, but, in this case, the use of spicy food, since their high salinity, associated with the food preservatives, is detrimental to the biota, and may endanger the use of organic compost.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-14T18:59:11Z No. of bitstreams: 2 Tese - Geraldo Francisco Corrêa Alves de Lima - 2014.pdf: 6932617 bytes, checksum: 67559f0281ec9bbf6ae3ffe38bea9880 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-04-14T19:00:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Geraldo Francisco Corrêa Alves de Lima - 2014.pdf: 6932617 bytes, checksum: 67559f0281ec9bbf6ae3ffe38bea9880 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-14T19:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Geraldo Francisco Corrêa Alves de Lima - 2014.pdf: 6932617 bytes, checksum: 67559f0281ec9bbf6ae3ffe38bea9880 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Around 60% of Brazilian municipalities, especially the smaller sized cities, still dispose of solid urban waste in inadequate manner. The solution to this issue represents a great challenge to the public sector. In Zona da Mata, in the southeast region of Minas Gerais, where the city of Rio Pomba is located, several observers attribute the problem of solid urban waste to the lack of attention from the public sector. In some of the municipalities in the region, even basic waste collection is not implemented. The citizen in these municipalities, by lack of alternatives or resources, is habituated to simply throwing away their waste directly into the waters of rivers in the region. Thus, the investigation proposed in this research has the objective of analyzing the process of solid urban waste management in the Rio Pomba municipality, from 1999 to 2012. The viewpoint of the stakeholders involved in the process is taken, considering the before and after of the implementation and successive deactivation of the Waste Recycling Plant in the city. The methodology used is based on a quantitative study. The following instruments were used to collect data: semi-structured interviews (recorded through audio and transcribed for analysis), visits, field reports, and relevant documents. Twelve key stakeholders were interviewed, among which public managers that currently have or had in the past some type of link to the waste disposal process in Rio Pomba. To analyze the data, three categories of analyses were identified, denominated respectively: "Knowledge", "Accountability" and "Environmental Education". In the conclusion, an analysis of solid waste management in Rio Pomba is presented. We observe fragility in this process, specially because of the discontinuity of several one-off activities that were disconnected from a systemic approach. / Cerca de 60% dos municípios brasileiros, principalmente os de pequeno porte, ainda dispõem seus resíduos sólidos urbanos de maneira inadequada. A solução desse problema representa um grande desafio para a gestão pública. Na Zona da Mata, região sudoeste de Minas Gerais, onde se encontra a cidade de Rio Pomba, diversos relatos atribuem o problema dos resíduos sólidos urbano à falta de atenção da administração pública. Em alguns municípios da região não havia sequer coleta de lixo. Por falta de opção ou recursos, o cidadão costuma lançar seus dejetos diretamente nas águas de córregos e rios da região. Em virtude disso, a investigação proposta neste trabalho tem como objetivo fazer uma análise sobre o processo de gestão de resíduos sólidos urbanos no município de Rio Pomba no período de 1999 a 2012 a partir da visão de atores sociais envolvidos nesse processo considerando o que havia antes, e o que sucedeu após a implantação e posterior desativação da “Usina de Reciclagem de Lixo”. A metodologia utilizada recai sobre um estudo qualitativo. Foram utilizados como instrumentos para coleta de dados: entrevistas semiestruturadas (gravadas por meio de áudio eletrônico e, posteriormente, transcritas para análise), visitas in loco, diário de campo e documentos. Foram entrevistados doze atores sociais, entre os quais gestores públicos, que têm ou tiveram algum vínculo significativo com a problemática do lixo e sua destinação final em Rio Pomba. Para analisar os dados foram identificadas três categorias de análise denominadas de “Conhecimento”, “Responsabilização” e “Educação Ambiental”. Na conclusão é apresentada uma análise sobre aspectos da gestão dos resíduos sólidos em Rio Pomba, na qual observamos fragilidade manifestada, sobretudo, pela descontinuidade de várias ações que foram pontuais e desconectadas de uma visão sistêmica.

Um modelo de avaliação da propriedade imobiliária referenciado à qualidade ambiental pode ser um instrumento para os estudos de impactos ambientais, relacionando seus efeitos aos valores das propriedades, tendo por preocupação contribuir para o aprimoramento dos Estudos de Impacto Ambiental, e aperfeiçoamento dos Relatórios de Impacto Ambiental, dispositivos legais exigidos pela legislação ambiental brasileira. A metodologia foi desenvolvida a partir de uma abordagem analítica de trabalhos que, tendo por temática central o estudo do valor da propriedade, procuraram, através de um modelo matemático, relacioná-lo à qualidade ambiental da moradia. Parte-se da hipótese de que se uma moradia tem mais atributos desejáveis entre eles a qualidade ambiental do que outra esta avaliação será refletida em um preço mais alto no mercado. A partir do perfil metodológico encontrado neste painel de trabalhos, propõe-se um modelo para avaliação do impacto ambiental nos valores das propriedades imobiliárias e,finalmente, com dados imobiliários extraídos do mercado residencial, testa -se este modelo em um caso concreto na estruturação urbana da cidade de são Paulo: a Usina de Compostagem de Lixo da vila Leopoldina, com os efeitos de seu impacto ambiental nos valores das propriedades residenciais vizinhas. Concluiu-se que a partir do significativo prejuízo, calculado para 33 elementos da pesquisa, ocasionado pelo incômodo registrado como \"um mau cheiro\" pela população da região, pode-se afirmar que na totalidade do espaço físico desta região a magnitude da depreciação recomendaria um deslocamento da usina com efetivo ganho não apenas para a comunidade, como também para a municipalidade, com um previsível salto na tributação do imposto territorial e urbano proporcionado pela revalorização dos valores imobiliários. / A model for the evaluation of real estate regarding the environmental quality can be a tool for the environmental impact studies, relating its effects to the estate values, aiming at contributing to the improvement of the Environmental Impact Studies and the perfection of the Environmental Impact Reports, legal devices required by the Brazilian environmental legislation. The methodology was developed after an analytical approach to papers which, having the study of the estate value as central theme, have tried, through a mathematical model, to relate it to the environmental quality of housing. Starting from the hypothesis that if one housing happens to have more desirable attributes among them the environmental quality -than another, this evaluation will be reflected in a higher price in the market. From the methodological profile found in this collection of papers, a model for the evaluation of the environmental impact on the prices of the real estate is proposed and finally, with real estate data extracted from the housing market, this model is tested on a concrete case in the urban structuring o f S o Paulo city: the Vila Leopoldina Garbage Composting Plant, with the effects of its environmental impact on the prices of neighboring residential estates. It was concluded that judging from the significant loss calculated for 33 elements of the research, caused by the disturbance reported as \"a bad smell\" by the neighboring population, it can be stated that on the whole of the physical space in this area, the magnitude of the depreciation would recommend the removal of the plant with effective profit not only for the community, but also for the municipality, with a foreseeable increase of the urban and territorial taxes yielded by the restoration of the real estate prices.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Higor _Lorin.pdf: 2499051 bytes, checksum: 378cc421aa2a83bfde499d6cf499588c (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / The increasing demand for animal protein is directly related to the confinement of animals and its premises, such as the management of the waste system. Considering that the result of stabilization processes, that is, the organic fertilizer produced, is to be used again in the production cycle, evaluating its agronomic quality becomes important information when choosing the process to be used. The objective of this work was to submit beef cattle waste, raised in feedlot, to the processes of composting, vermicomposting, static piles and anaerobic digestion, showing the stabilization and the potential of each product generated by each process. Composting and vermicomposting are more efficient at mineralization, stabilization and maturity of waste manure. The compost and vermicompost offer larger fraction of available P and K, satisfactory levels of humification and high CTC. The static process is less efficient in mineralization, stabilization and maturity wastes. The disposition of this process in the open provides the greatest loss of nutrients. The anaerobic digestion appears as the most efficient process for the preservation of macronutrients (N and K), and generates a liquid fertilizer with low CEC and high fertilizing potential, with a predominance of inorganic N in the ammonium form, readily available to plants. / A demanda crescente por proteína de origem animal está diretamente relacionada ao sistema de confinamento dos animais e suas premissas, como o manejo dos dejetos. Considerando que o resultado dos processos de estabilização, ou seja, o adubo orgânico produzido, é o produto a ser novamente utilizado no ciclo produtivo, avaliar sua qualidade agronômica, passa a ser uma informação importante na escolha do processo a ser utilizado. Objetivou-se submeter os resíduos da bovinocultura de corte, criados em sistema de confinamento, aos processos de compostagem, vermicompostagem, leiras estáticas e biodigestão anaeróbia, evidenciando a estabilização e as potencialidades de cada produto gerado pelos processos. A compostagem e a vermicompostagem são mais eficientes na mineralização, na estabilização e na maturação dos dejetos. O composto e o vermicomposto oferecem maiores frações disponíveis de P lábil e K lábil, níveis satisfatórios de humificação e alta CTC. O processo estático é o menos eficiente na mineralização, na estabilização e na maturação dos dejetos. A disposição deste processo a céu aberto propicia as maiores perdas de nutrientes. A biodigestão anaeróbia apresenta-se como o processo de estabilização mais eficiente na conservação de macronutrientes (N e K) e gera um adubo líquido com baixa CTC e de alto potencial fertilizante, com predominância de N inorgânico, em forma de amônio, prontamente disponível aos vegetais

A presente pesquisa teve como objetivos desenvolver o processo de compostagem dos resíduos sólidos, previamente separados na origem e, propor um software livre para o gerenciamento municipal de resíduos sólidos domiciliares. O processo de compostagem se desenvolveu em uma unidade descentralizada experimental, localizada no município de São Carlos, com capacidade para tratar 4 t/mês de resíduos orgânicos. A análise da qualidade do composto foi realizada segundo parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Os resultados indicaram que o composto atende à maioria dos limites estabelecidos pela legislação brasileira, principalmente, com relação à concentração de metais pesados (Cd < 0.5, Pb = 1.3, Cr = 17.4, As < 0.5, Hg < 0.5, Se < 0.5 e Ni = 0.8, em mg/kg) e presença de organismos patogênicos. No entanto, quando esse composto foi submetido a ensaio ecotoxicológico teste agudo em minhocas da espécie Eisenia andrei - constatou-se toxicidade do mesmo, com taxas de mortalidade significativas (P<0.05) a partir da concentração de 16% de composto em solo artificial tropical(TAS), o que significa uma dose de 60 t/ha. A alta condutividade elétrica do composto (CE = 7,48 mS/cm) foi considerada a responsável pela toxicidade do mesmo, uma vez que os teores de metais pesados estiveram muito abaixo dos limites estabelecidos pela legislação. O software livre desenvolvido nesta pesquisa foi denominado SIMGERE - simulação para a gestão de resíduos sólidos - que permite ao usuário simular a vida útil do aterro sanitário a partir da proposição de diferentes cenários de gerenciamento de resíduos sólidos domiciliares. Como estudo de caso aplicou-se o SIMGERE para estimar a vida útil do novo aterro sanitário de São Carlos/SP a partir da simulação de 27 cenários, nos quais foram alteradas as taxas de produção per capita de resíduos (0; 0,5 e 1,0% a.a.), a eficiência da central de triagem (0,5 e 10% a.a) e da unidade compostagem (0,5 e 10% a.a). Os resultados das simulações apontaram uma vida útil variando entre 17 (pior cenário) e 20 anos (melhor cenário). Pode-se inferir pelas simulações que a variação na produção per capita teve maior influência na vida útil do aterro do que a variação na eficiência da central de triagem e da unidade de compostagem. Esse resultado reforça a importância de se realizar investimentos em campanhas de conscientização da população para reduzir a geração de resíduos. / This research aims to develop a household waste composting in a decentralized composting plant and propose open source software for the municipal solid waste management. The composting process was developed in an experimental decentralized plant in São Carlos, with a 4 tons/month capacity. The output compost quality analysis was made according to physical, chemical and microbiological parameters. Result showed that the compost fulfills most of the safety limits required by the brazilian law (IN 27/2006, MAPA), especially in respect with heavy metal concentrations (Cd < 0.5, Pb = 1.3, Cr = 17.4, As < 0.5, Hg < 0.5, Se < 0.5 e Ni = 0.8, em mg/kg) and the presence of pathogens. However, when this compost was submitted to an ecotoxicological test acute test with Eisenia andrei earthworms one verified toxicity in samples with significant mortality (p<0.05) on compost concentrations over 16% in a tropical artificial soil, meaning a 60 ton/ha dose. High electrical conductivity (CE = 7,48 mS/cm) was considered responsible for the compost toxicity. An open source software called SIMGERE - simulation for solid waste management - was developed and allows the user to simulate landfill lifespan from the suggestion of different solid waste scenarios. The software was used to estimate the lifespan of the new landfill in São Carlos/SP from 27 scenarios where waste production rate per capita were changed (0; 0,5 and 1% per year). It was also changed the efficiency of sorting facilities (0,5 e 10%) and composting plants (0,5 e 10%). The results of these simulations showed that the lifespan can range from 17 years (worst case scenario) to 20 years (best case scenario). One can infer by the simulations that changes in the production per capita had a greater influence on the landfill lifespan than changes in efficiency of sorting facilities and of composting plants. This result shows the importance to invest in awareness campaigns to reduce waste.

Les actinomycètes sont des bactéries ubiquitaires et certains sont reconnus comme potentiellement pathogènes pour l’Homme, dans l’air de certains lieux de travail. C’est notamment le cas dans l’air des plates-formes de compostage où les concentrations peuvent atteindre des valeurs relativement élevées. L’exposition des salariés à ce type de bioaérosols peut être la cause de pathologies diverses (notamment des pneumopathies d’hypersensibilité). Bien que le problème soit reconnu, la bibliographie démontre un manque de connaissances à propos de l’évaluation du risque : aucune méthode globale de prélèvement et d’analyse n’est, à l’heure actuelle, standardisée pour l’étude de ces bioaérosols, si bien qu’il n’existe aucune relation dose-effets pour la plupart de ces agents ni même de valeur limite d’exposition professionnelle. Les méthodes traditionnellement utilisées ne sont pas sans inconvénient (sous-estimation de la concentration réelle notamment) et le plus souvent non-spécificiques. C’est pourquoi l’objectif de la thèse, ici décrite, est le développement et l’évaluation de la technique de biologie moléculaire qu’est la PCR temps réel pour la quantification de bactéries dans ces bioaérosols. La méthode a tout d’abord été développée et optimisée notamment par le dessin d’oligonucléotides, par la comparaison de protocoles d’extraction d’ADN et par la réalisation de gammes étalons. Elle a ensuite été comparée aux techniques plus traditionnelles, encore largement utilisées, que sont le dénombrement du bacteries cultivable par mise en culture et l’épifluorescence, à la fois sur des cultures de cellules et sur des bioaérosols expérimentaux. Ce n’est qu’après l’avoir caractérisé qu’elle a été appliquée sur des bioaérosols prélevés en conditions réelles d’exposition, sur des plates-formes de compostage.La méthode développée, basée sur une extraction d’ADN et une PCR temps réel, permet la quantification de l’ADN de Thermoactinomyces vulgaris (basée sur l’amplification du gène GyrB), de Thermobifida fusca et T. alba (gène ecf) et des streptomycètes mésophiles (ARNr 23S). La PCR permet l’obtention de résultats fortement corrélés à ceux issus du dénombrement sur milieux gélosés mais offre de réels avantages par rapport à la culture. Comme ces quantifications prennent en compte n’importe quelle forme de la bactérie (cellules végétatives et spores), la PCR dépasse les inconvénients de sous-estimation liés aux méthodes traditionnelles. La technique a un réel avantage de spécificité, elle est répétable et sensible. Les campagnes de prélèvements effectuées sur 5 plates-formes de compostage en France ont permis de mesurer les concentrations en bactéries mésophiles et thermophiles par culture et d’établir celles en Thermoactinomyces vulgaris, Thermobifida sp. et Streptomyces sp. par PCR. L’étude confirme que les activités de compostage sont génératrices de bioaérosols avec parfois des valeurs relativement élevées selon les points échantillonnés. Elle met également en exergue des informations comme la distribution granulométrique du bioaérosol ou l’adéquation entre le type de prélèvement effectué et l’analyse par PCR. Les travaux menés, du développement de la méthode qPCR appliquée au groupe des actinomycètes à son application sur des échantillons environnementaux, apportent de nombreuses données pour la quantification des actinomycètes aéroportés. Ils ont permis d’acquérir des éléments de validation concernant la méthode mise en place et ont livré les seules mesures de concentrations disponibles à l’heure actuelle, pour T. vulgaris, Thermobifida sp., et les streptomycètes mésophiles dans l’air des plates-formes de compostage / Actinomycetes are ubiquitous bacteria and some can be potentially pathogen for Humans in the air of some working areas. It’s notably the case in composting plants where bacteria concentrations can reach high values. Workers exposure to these inhalable bioaerosols can be source of various diseases (hypersensitivity pneumonitis notably). Although this problem is admitted, bibliography reveals a lack of knowledge about risk assessment: currently, none global method for bioaerosols sampling and analysis is standardized. So much that neither dose-effects relationship for most of these bacteria, nor Threshold Limit Value exists. Traditional methods, that are used, have some drawbacks (concentrations underestimation notably) and most often, aren’t specific.It’s the reason why the aim of the thesis, here described, is the development and the evaluation of the biomolecular technique of real time PCR for the quantification of bacteria in these bioaerosols. First, this method was developed and improved by oligonucleotides design, by comparison of many DNA extraction protocols and by the construction of standard ranges. Then, the method was compared to traditional widely used methods such as cultivable bacteria counting by cultures and epifluorescence microscopy, both on cells culture samples and experimental bioaerosols. After this characterization, the analytic method was applied on environmental bioaerosols sampled on real exposure conditions (composting plants).The method that we have developed, based on DNA extraction and real-time PCR, allows the quantification of Thermoactinomyces vulgaris DNA (based on gyrB gene amplification), of Thermobifida fusca and T. alba (ecf gene) and of mesophilic streptomycetes (rDNA 23S). The results obtained by PCR are strongly correlated with those obtained by counting on agar but PCR method offers more advantages than cultures. As PCR quantifies any form of the bacteria (vegetative cells and spores), the method goes over the drawbacks of traditional methods, like underestimation. The method has a real advantage of specificity, it’s also repeatable and sensitive. Sampling campaigns realized on 5 composting plants implanted in France have permitted measuring mesophilic and thermophilic bacteria concentrations by culture and establishing Thermoactinomyces vulgaris, Thermobifida sp. and Streptomyces sp. ones by PCR. The study confirms that composting activities release bioaerosols. And according to the localization of the sampling, the values could be rather high. It also underlines some informations as particles size distribution of the bioaerosol or the adequacy between sampling apparatus and PCR analysis. The works carried out, from qPCR method development for actinomycetes group to its application on environmental samples, give a lot of datas concerning airborne actinomycetes quantification. It permit to validate the developed method and give the only currently available measures for T. vulgaris, Thermobifida sp., and mesophilic streptomycetes in the air of composting plants

En Guadeloupe, l'utilisation de composts se heurte à de nombreux freins, aussi bien en termes de leur qualité qu’en termes d’un manque de plateformes de compostage à grande échelle et de proximité. Des études récentes ont montré que la qualité des composts locaux était plus faible qu’en milieu tempéré, ce qui constituerait un verrou majeur à l’adoption de la pratique et l’utilisation des composts industriels locaux. Pourtant, les objectifs de valorisation des déchets organiques fixés par les instances publiques sont ambitieux et le gisement local, bien que diffus et actuellement mal géré ou négligé, présenterait un réel intérêt pour la profession agricole à être orienté vers la valorisation biologique telle que le compostage. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail était d'évaluer la qualité des composts élaborés en milieu tropical et d'apporter des éléments factuels pour son amélioration et, plus spécifiquement, d’apporter de l’information sur les potentialités agronomiques du compostage des effluents d’élevage en Guadeloupe, présentant ainsi le compostage comme une alternative durable pour le recyclage des déchets d’origine animale.Une méta-analyse de 442 composts d'origine diverse, la première réalisée sur le sujet, nous a permis de démontrer que les composts produits en milieu tropical présentent des teneurs en carbone, azote, potassium et fraction soluble de la matière organique plus faibles que celles des composts produits en milieu tempéré, et que cela pourrait notamment être dû à l’influence des conditions climatiques lors du compostage. En revanche, nous avons pu mettre en évidence que certaines matières premières permettaient l’obtention de composts de meilleure qualité quelque soit le climat considéré, il s’agissait entre autres des effluents d’élevage.Les résultats issus d'une série d’expérimentations menée sur la production de composts d’effluents d’élevage avec co-compostage et vermicompostage ont été traités avec une approche méthodologique innovante dans ce domaine, les Réseaux Bayésiens. L’évaluation réalisée sur le co-compostage effluents/déchets verts nous a permis d’identifier l’"effet de concentration" du carbone et de la lignine, comme celui qui définit la qualité des composts en termes de quantité et de stabilité de la matière organique. En revanche, dans le cas des nutriments, seule la qualité des matières premières a été identifiée comme le facteur déterminant de la qualité des produits finaux. Ces résultats nous ont amené à considérer les effluents d’élevage de bovin comme la matière première la plus efficace pour produire des co-composts de qualité satisfaisante, répondant à la problématique d’usure de la matière organique des sols guadeloupéens et permettant de satisfaire les attentes de la profession agricole.De plus des expérimentations réalisées sur les composts domestiques ont montré que la gamme analysée présentait une variabilité trop importante pour être considérée comme acceptable par la profession agricole. Le compostage domestique peut permettre de produire des composts de bonne qualité agronomique à utiliser à la petite échelle des jardins particuliers et des jardins créoles. / In Guadeloupe, the practice of composting faces many obstacles and preconceptions both in terms of quality and in terms of lack of large-scale composting plants as well as local composting facilities. Recent studies have shown that the quality of local composts was lower compared to those from temperate regions. This constitutes an important constraint for the adoption of the former by farmers. However, organic waste recovery targets set by the government are ambitious and local resources, although diffused and currently poorly managed or neglected would be of real interest for the farming profession by being directed towards organic recycling such as composting. In this context, the aim of this thesis was to evaluate the quality of compost produced in the tropics, provide factual elements for improvement and, more specifically, to provide information on the agronomic potential of composting livestock manure in Guadeloupe, presenting composting as a sustainable alternative for the recycling of animal waste.A meta-analysis of 442 composts from various sources, the first one to be conducted on the subject enabled us to demonstrate that composts produced in the tropics present lower contents of carbon, nitrogen, potassium and soluble fraction of organic matter than those produced in temperate environments. This could especially be due to the influence of climatic conditions during composting. However, we were able to show that some raw materials allow better quality composts whatever the considered climate, especially the case of livestock manure.A series of experiments conducted on the production of livestock manure composts with co-composting and vermicomposting were treated with an innovative methodological approach in this field, the Bayesian Networks. The evaluation carried out on co-composting has allowed us to identify that the "concentration effect" was the main factor affecting compost quality in terms of amount and stability of organic matter. While in the case of nutrients, only the quality of raw materials has been identified as the determining factor affecting the quality of the end products. These results led us to consider manure, mainly cattle manure, as the most efficient feedstock for producing satisfactory quality composts, meeting the needs of loss of soil organic matter in Guadeloupe and the needs of the farming profession.Further experiments performed on household composts showed that their quality exhibited a too important variability to be considered acceptable by farmers. Our results indicate that household composts could be suitable for use in small-scale private gardens and Creole gardens.

Genom fluglarvskompostering erhålls biomassa från organiskt avfall samt en näringsrik behandlingsrest som kan användas som gödningsmedel eller för biogasutvinning. Larvbiomassan kan användas som djurfoder eller för att tillverka biodiesel. Eskilstuna Strängnäs Energi och Miljö AB planerar bygga en pilotanläggning för fluglarvskompostering med larver av den amerikanska vapenflugan (Hermetia illucens). Behandlingen ska ske i lådor staplade på varandra, avskilda med ett mellanrum för att tillåta luftning av materialet. Luftningsbehovet utgörs av larvernas syrebehov samt av att transportera bort fukt och värme från materialet. Syftet med det här projektet var att utvärdera luftningsbehovet under fluglarvskomposteringsbehandling av matavfall med staplade behandlingslådor. Först designades ett experimentskåp att utföra experimenten i och därefter ett ventilationssystem till skåpet. Två experiment utfördes där tre staplar med nio behandlingslådor vardera utvärderades. I experiment I användes totalt 15 kg matavfall och 15 000 larver per behandlingslåda, i experiment II användes 11 kg matavfall och 10 000 larver per behandlingslåda. Under experimenten togs prover för torrsubstans (TS) och glödförlust (VS), pH samt tillväxt av larverna. Sensorer mätte lufttemperatur, relativ luftfuktighet och materialtemperatur. I båda experimenten erhölls en behandlingsrest med betydligt lägre TS-halt än önskat, vilket troligtvis berodde på att luftflödet i experimentskåpet var lägre än beräknat. I experiment I evaporerade i genomsnitt 6,2 kg vatten per behandlingslåda och i experiment II 4,8 kg, vilket för båda experimenten motsvarade cirka 50 % av det med matavfallet tillsatta vattnet. Enligt resultaten av experimenten kan torrsubstansen av matavfallet reduceras med runt 60 %. Runt 32 % av torrsubstansen i matavfallet omvandlades till larvbiomassa. Materialtemperaturen var i genomsnitt 27–30 °C under experimenten. Lufttemperaturen i experimentskåpet var 27–28 °C och 31 °C i inluften. Den relativa luftfuktigheten i experimentskåpet var 59–67 % och 36 % i inluften. Baserat på resultaten krävs ett luftflöde på 8,4 m3/h per behandlingslåda för att nå en TS på 50 % i behandlingsresten om matavfallet har en TS-halt på 15 %. Baserat på resultaten är ett nedåtriktat luftflöde att föredra framför uppåtriktat i de fall ett vertikalt luftflöde används. Skillnader i temperaturer och luftfuktighet indikerade dock att det vertikala, nedåtriktade, luftflödet inte kunde förse alla behandlingslådor i staplarna med samma luftflöde. På grund av detta kan det vara lämpligt att överväga ett horisontellt luftflöde i containern i vilken behandlingen ska ske. Vidare kan det vara fördelaktigt att reglera vattenhalten i matavfallet så att stora variationer i luftningsbehov undviks eller reglera luftflödet efter vattenhalt i ingående matavfall. Inför val av ventilationsdesign rekommenderas fortsatta studier av hur höga luftflöden påverkar behandlingen. / Larvae of the Black Soldier Fly (Hermetia illucens) can convert organic waste into biomass. The residue is nutrient-rich and can be used as fertilizer or for biogas production. The aim of this study was to assess the aeration need for designing a ventilation system in a pilot plant for larvae composting in Sweden. First, a cabinet with required ventilation arrangement for performing the experiments was designed. Two experiments were performed, where three stacks each comprised of nine boxes with spacers were used. In the first experiment, a total of 15 kg of municipal food waste and 15 000 larvae were used per box. In the second experiment, a total of 11 kg food waste and 10 000 larvae were used per box. In the first experiment 6.2 kg of water evaporated per treatment box and in the second 4.8 kg, both corresponding to about 50 % of the water present in the substrate added. An average temperature of 31 °C in the inlet air resulted in temperatures of 27-30 °C in the material during the treatment. Based on the results, 8.4 m3/h of air is needed per treatment box to reach 50 % dry matter in the residue of food waste containing 15 % dry matter. The results also indicate that to reach the desired water content in the residue, there might be a need to adjust the initial water content in the food waste and use horizontal airflow in the treatment container. Before deciding on a ventilation design, further studies are necessary to assess how high airflows affect the treatment.