O adensamento populacional que as metrópoles vivenciam contribui para reduzir a disponibilidade específica de água, medida em m³/hab.ano. Adicionalmente a este evento, quando o crescimento urbano ocorre de forma não planejada, isso impacta também a qualidade dos mananciais. Esses dois efeitos ocorrem de forma combinada, sobretudo na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Como consequência observam-se opções de ampliação da capacidade de produção de água potável sucessivamente mais custosas, seja por processos mais caros para o tratamento de um manancial mais poluído, próximo ao centro consumidor, seja pela maior distância de um manancial não poluído, e maiores custos com obras, como ocorre atualmente na implantação do Sistema Produtor São Lourenço (SPSL). Esse processo de encarecimento das opções para ampliação do sistema centralizado de produção de água potável persistirá na RMSP, conforme a população continue a aumentar nas próximas décadas. Existem fontes alternativas com disponibilidade satisfatória, como a água residuária, que quando adequadamente tratadas, podem ser direcionadas para usos que não demandam água potável. Essa possibilidade tem sido aproveitada de forma crescente pelo mercado imobiliário em edifícios, através da instalação de sistemas prediais de água não potável (SPANP), e há diferentes tecnologias disponíveis se consolidando com custos em tendência de queda. Nesse contexto, o objetivo da pesquisa é formular um modelo matemático de tomada de decisão para verificar se a utilização de SPANP são viáveis em relação à implantação do SPSL. Para o desenvolvimento da pesquisa, realizou-se revisão bibliográfica para avaliar as experiências de implantação de SPANP com fonte de águas cinzas em diferentes localidades, bem como para estabelecer a comparação de produção de água potável em macroescala em relação à produção de água não potável em microescala. Foram coletados dados quanto aos custos de construção, operação e manutenção de um SPANP em operação em um edifício na RMSP, e o mesmo para o SPSL. Por meio dos princípios da Programação Inteira, foi formulado um modelo para a indicação de qual opção de sistema apresenta o menor custo total acumulado durante os 20 primeiros anos de operação. Foram simulados cinco cenários com a alteração das principais variáveis que influenciam o comportamento da viabilidade das opções, sendo que as simulações foram realizadas com o uso do software LINDOTM. Em quatro dos cinco cenários simulados, o SPSL foi a opção de menor custo acumulado no 20o ano de operação, indicando a maior probabilidade do mesmo ser a opção de implantação mais econômica no presente. No entanto, devido à tendência de encarecimento das alternativas de ampliação do sistema centralizado de produção de água potável e de redução de custos dos SPANP, essa conclusão não pode ser adotada automaticamente quanto ao próximo sistema centralizado de água potável planejado para ser implantado. / The population agglomeration phenomenon that the metropolises pass through, reduces the water availability measured by the indicator m³/hab.year. Additionally, when urban growth happen in an unplanned way, it also impacts the quality of the water sources. These two effects occur in a combined way, especially in the São Paulo Metropolitan Region (SPMR). As a consequence, the options for expanding the production capacity of drinking water are successively more costly, either by more expensive processes for the treatment of a more polluted source, near the consumer center, or by the larger distance of an unpolluted source, and higer costs with construction, as it is currently happening in the implementation of the São Lourenço Producer System (SLPS). The process that is turning expensive the options for expanding the centralized drinking water system will persist in the SPMR as the population continues to increase in the coming decades. There are alternative sources with satisfactory availability, such as wastewater, which when properly treated, can be directed to uses that do not require potable water. This possibility has been used more and more by the real estate market in buildings, through the installation of non-potable water systems (NPWS), and there are different technologies available in consolidation with falling costs. Thus, the objective of the research is to formulate a mathematical decision making model to verify if the use of NPWS are viable in relation to the implementation of the SLPS. For the development of the research, a bibliographical review was carried out to evaluate the experiences of implementation of NPWS with source of gray water in different localities, as well as to establish the comparison of production of drinking water in macro scale in relation to the production of non-potable water in micro scale. Data were collected on the costs of construction, operation and maintenance of NPWS in a building in the SPMR, and the same for SLPS. Through the principles of Integer Programming, a model was formulated to indicate which system option has the lowest accumulated total cost during the first 20 years of operation. Five scenarios were simulated with the change of the main variables that influence the viability behavior of the options, the simulations were performed using LINDOTM software. In four of the five simulated scenarios, SLPS was the lowest accumulated cost option in the 20th year of operation, indicating that it is more likely to be the most economical deployment option in the present. However, due to the rising cost of alternatives for the expansion of the centralized drinking water production system and the cost reduction of NPWSs, this conclusion cannot be automatically adopted for the next centralized drinking water system planned to be implemented.

In low-resource contexts, household-level point-of-use water treatment (POUWT) techniques are the final, and sometimes only, barrier against waterborne illnesses, and in these and other water-related applications, health risks can be quantified using one of two methods. Firstly, Escherichia coli (or other indicator organism) counts can be used to monitor water and determine adherence to a health-based limit (i.e. compliance monitoring). Secondly, E. coli can be used to conduct a quantitative microbial risk assessment (QMRA), indicating the level of protection conferred by a given POUWT device by spiking test water with E. coli to ascertain a reduction efficacy relative to that target organism, a process referred to as challenge testing, which is typically carried out in a laboratory context. Although both methods are well established, both have scope for improvement for effective field application in low-resource contexts. Regarding compliance monitoring, I assessed the performance of a new low-cost field kit for E. coli enumeration, which was designed by others. I also assessed the feasibility of re-using some disposable materials, in terms of sterility and mechanical wear. The use of the new low-cost field kit was successful during the fieldwork campaign; however, re-using disposable materials introduced a relatively high occurrence of false positive results during E. coli enumeration. Use of the new low-cost field kit can reduce financial barriers, thus enabling greater water quality testing coverage. Regarding challenge testing, the aim of this study was to adapt current protocols to assess the household performance (as opposed to laboratory performance) of POUWT techniques. I developed a conceptual framework to conduct Field Challenge Tests (FCT’s) on POUWT techniques, using a probiotic health supplement containing E. coli as the challenge organism. I successfully carried out a FCT in Malawi with limited resources, verifying FCT viability. Applications of such FCT’s include quality control practices for manufactured devices, guiding QMRA and recommendations by public health organizations regarding POU device selection, and assessing the impact of user training programmes regarding POUWT techniques. / Graduate

Um grande desafio da atualidade é a crescente ocorrência, em ambientes aquáticos, de cianobactérias potencialmente tóxicas capazes de produzir cianotoxinas como a microcistina. Estratégias de controle de florações incluem a aplicação de algicidas. No entanto, esses produtos podem resultar na liberação de toxinas, que podem não ser removidas da água pelos processos convencionais de tratamento, sendo necessária uma etapa adicional como a adsorção com carvão ativado granular (CAG). A presente pesquisa avaliou com embasamento estatístico o efeito de cinco diferentes algicidas (à base de diuron, carbonato de sódio, polímero catiônico, sulfato de cobre e peróxido de hidrogênio), aplicados em três concentrações distintas, sobre a Microcystis aeruginosa, analisando-se a densidade celular, o biovolume, a concentração de potássio e de microcistina-LR extracelular/intracelular. Além disso, foram investigadas as implicações que esses produtos tiveram sobre a adsorção em dois CAGs, por meio de isotermas e modelos cinéticos. Todos os algicidas afetaram a integridade das células, resultando na liberação de microcistina. O último dia experimental (dia 7) foi o que apresentou maior concentração de microcistina extracelular, em que, em alguns casos, houve aumento de 10 vezes da concentração final de microcistina extracelular em relação à concentração inicial. O potencial de liberação de microcistina extracelular ocorreu na seguinte ordem de algicidas: polímero catiônico > sulfato de cobre > peróxido de hidrogênio > carbonato de sódio > diuron. Os algicidas também alteraram o comportamento de adsorção (de monocamada para multicamada), bem como pioraram os ajustes cinéticos. Além disso, enquanto o polímero catiônico praticamente triplicou a capacidade adsortiva dos carvões, o sulfato de cobre e o peróxido de hidrogênio pioraram o desempenho de ambos. Os algicidas possuem modos diferentes de ação e geraram consequências distintas para os indicadores avaliados, além de alterar a adsorção. Isso pode indicar a necessidade de se considerar a presença desses produtos na elaboração de projetos de estações de tratamento de água (ETAs). / A major challenge nowadays is the increasing occurrence in aquatic environments of potentially toxic cyanobacteria capable of producing cyanotoxins such as microcystin. Bloom control strategies include application of algaecides. However, these products may result in toxins release, which may not be removed from water by conventional treatment processes, requiring an additional step such as adsorption with granular activated carbon (GAC). The present study evaluated, using statistical methods, the effect of five different algaecides (diuron, sodium carbonate, cationic polymer, copper sulfate and hydrogen peroxide), applied on Microcystis aeruginosa in three different concentrations. We analyzed cell density, biovolume, potassium concentration and extracellular/intracellular microcystin-LR concentration. In addition, we investigated the implications these products had on two GACs adsorption, through isotherms and kinetic models. All algaecides affected cell integrity, resulting in microcystin release. The last experimental day (day 7) was the one that presented the highest extracellular microcystin concentration, in which, in some cases, there was a 10 times increase in the final extracellular microcystin concentration in relation to the initial concentration. The extracellular microcystin release potential occurred in the following order of algaecides: cationic polymer > copper sulfate > hydrogen peroxide > sodium carbonate > diuron. Algaecides also modified adsorption behavior (from monolayer to multilayer), as well as worsened kinetic adjustments. Furthermore, while cationic polymer almost tripled carbons adsorptive capacity, copper sulfate and hydrogen peroxide worsened the performance of both. Algaecides present different modes of action and caused distinct consequences for the evaluated indicator, besides modifying adsorption process. This may indicate the need to consider the presence of these products in water treatment plants (WTPs) designs.

A presença de resíduos de fármacos em águas superficiais e de abastecimento público tem preocupado a comunidade científica devido principalmente à sua persistência na água e aos efeitos adversos causados à comunidade aquática e aos possíveis riscos à saúde humana. Dentre os fármacos comumente identificados em águas de abastecimento público, encontram-se os anti-inflamatórios, como o diclofenaco (DCF), um dos fármacos mais consumidos no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o presente trabalho, teve como objetivo principal estudar a eficiência das etapas de tratamento de água em ciclo completo (coagulação, floculação, sedimentação, filtração em areia e desinfecção com cloro) com e sem pré-oxidação com cloro e com dióxido de cloro e adsorção em carvão ativado granular (CAG) na remoção de DCF. Também foram determinados os trialometanos (THM) e identificados os principais subprodutos do DCF formados na oxidação com cloro e dióxido de cloro. Para a determinação do DCF nas amostras de água antes e após as etapas de tratamento de água foram desenvolvidos e validados métodos analíticos de extração em fase sólida (SPE) e cromatográfico por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção no ultravioleta (UV). A validação do método foi feita de acordo com a resolução n&ordm; 899 de 2003 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), considerando os requisitos para métodos bioanalíticos. Os procedimentos analíticos empregados foram efetivos e confiáveis para a identificação e quantificação do DCF nas amostras de água antes e após os processos de tratamento de água. Os ensaios de tratamento de água foram feitos em equipamento de reatores estáticos (jarteste) e filtros de escala laboratorial empregando-se água de poço artesiano não clorada preparada com substâncias húmicas aquáticas (SHA) para conferir cor verdadeira de 20 uH, caulinita para conferir turbidez de 70 uT e fortificada com 1 mg L-1 de DCF. Os resultados indicaram que as etapas de coagulação com sulfato de alumínio, floculação, sedimentação e filtração em areia não removeram o DCF. Nas etapas de préoxidação com cloro e dióxido de cloro e de pós-cloração houve remoção parcial do DCF, porém verificou-se a formação de subprodutos provenientes da oxidação do DCF. Dentre os THM, foi quantificado apenas o clorofórmio na etapa de pré-oxidação com cloro. Em geral, os resultados indicaram que o dióxido de cloro foi mais eficiente na redução do DCF e formou menos subprodutos. Entretanto, o tratamento em ciclo completo seguido da adsorção em CAG foi eficiente na remoção de DCF, com remoção maior que 99,7%. Os subprodutos formados na oxidação com cloro e dióxido identificados por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas em série (LC-MS/MS) consistiram na descaboxilação/hidroxilação e substituição aromática de átomos de hidrogênio por cloro. Os subprodutos identificados na oxidação com cloro apresentaram as seguintes fórmulas moleculares: C14H11</subCl2NO3, C13H10Cl3N e C14H10Cl3NO2. Com o dióxido de cloro foi identificado o subproduto de fórmula molecular igual a C14H11Cl2NO3. / The presence of pharmaceutical residues in surface waters and in drinking water supply has concerned the scientific community, mainly in which regards their persistence in water, adverse effects on the aquatic community and possible risks to human health. Antiinflammatory drugs, as diclofenac (DCF), are among those drugs commonly identified in drinking water supply. In this context, the main objective of this study was to assess the efficiency of the different stages of the conventional drinking water treatment (coagulation, flocculation, sedimentation, sand filtration and chlorine disinfection) with and without preoxidation with chlorine and chlorine dioxide and adsorption on granular activated carbon (GAC) in the removal of DCF. The trihalomethanes (THMs) were also determined and the main by-products of DCF formed by oxidation with chlorine dioxide and chlorine were identified. For the DCF determination in water samples before and after water treatment stages analytical methods of solid phase extraction (SPE) and chromatographic method by high performance liquid chromatography (HPLC) with detection in the ultraviolet (UV) were developed and validated. The method validation was based on Resolution n&ordm; 899 of the 2003 of the Brazilian National Health Surveillance Agency (ANVISA), considering the requirements for bioanalytical methods. The analytical procedures used were effective and reliable for the identification and quantification of DCF in the water samples before and after the water treatment stages. The water treatment tests were carried out in jar test equipment and filters on laboratory scale employing non chlorinated water of artesian well prepared with aquatic humic substances (AHS) to yield 20 uH true color, kaolin turbidity of 70 NTU and DCF concentration of 1 mg L-1. The results indicated that the stages of coagulation with aluminum sulphate, flocculation, sedimentation and filtration sand did not remove DCF. In the stages of pre-oxidation with chlorine and chlorine dioxide and chlorine disinfection the DCF was partially removed, however by-products were formed from the DCF oxidation. Among the THMs, only chloroform was quantified in the pre-oxidation with chlorine. In general, the results showed that chlorine dioxide was more effective to reduce the DCF and fewer by-products were formed. Nevertheless, the complete cycle treatment followed by GAC adsorption was effective to remove DCF (&gt; 99.7%. removal). The by-products of the oxidation of DCF with chlorine and chlorine dioxide identified by liquid chromatography coupled tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) consisted in the descaboxylation/hydroxylation and aromatic substitution of hydrogen atoms by chlorine. The compounds identified in the oxidation with chlorine showed the following molecular formulas: C14H11</subCl2NO3, C13H10Cl3N e C14H10Cl3NO2. The by-product identified using chlorine dioxide was C14H11Cl2NO3.

Interferentes endócrinos (IE) são substâncias capazes de afetar o sistema endócrino causando danos à saúde. Os compostos estrogênicos são um tipo de IE que geram resposta biológica semelhante aos hormônios endógenos, chamada atividade estrogênica, são frequentemente encontrados no ambiente devido à poluição de origem antrópica e ineficiência de processos de tratamento de água e esgoto. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade estrogênica de águas de mananciais e águas tratadas para abastecimento no Estado de São Paulo por meio de bioensaios. Foram utilizados dois métodos, baseados em diferentes linhagens da levedura Saccharomyces cerevisiae capazes de responder a agentes estrogênicos pela presença do gene que codifica para o receptor de estrogênio humano e sistemas de gene repórter da atividade estrogênica. Uma das linhagens contém o gene luc, método denominado neste trabalho de Lesk, enquanto a outra contém genes lux como repórter, denominado método San. Os métodos foram comparados quanto à especificidade e sensibilidade de resposta aos principais interferentes endócrinos de ocorrência em águas e com dados de análises cromatográficas das respectivas amostras ambientais. Foi observada atividade estrogênica expressiva nas águas brutas coletadas em pontos específicos nas cidades de Campinas, Barueri, Cerquilho e em efluente hospitalar e em todas essas amostras foram detectados compostos estrogênicos-alvo. As amostras de água tratada não apresentaram atividade estrogênica nem compostos estrogênicos, com apenas uma exceção. O método San foi mais sensível que o método Lesk, tanto para compostos químicos puros quanto para amostras ambientais. O teor de substâncias detectado por análises cromatográficas não foi suficiente para explicar a atividade estrogênica observada nos bioensaios, indicando que concentrações abaixo dos limites de detecção podem gerar o efeito biológico ou que compostos estrogênicos não estudados e suas misturas podem estar presentes gerando efeitos aumentados. / Endocrine disrupting (ED) chemicals are compounds able to interact with the endocrine system causing health adverse effects. Estrogenic compounds are a type of ED that produce a biological response similar to organism\'s natural hormones, called estrogenic activity; they are frequently found in the environment and are usually associated to the pollution from human activities. The goal of this work was to evaluate the estrogenic activity of rivers raw and treated water around the State of São Paulo Brazil - using bioassays. Two different strains of Saccharomyces cerevisiae able to respond to estrogenic compounds, due to the presence of genes that encodes for the human estrogen receptor, were used. One of the strains has the luc gene (method Lesk), a reporter of estrogenic activity and the other contains lux genes (method San) as reporter of estrogenic activity. Both methods were compared regarding their specificity and sensitivity for chemical substances and environmental samples. The results were also compared with the chemical analysis data of target pure compounds in those waters and with the literature. Estrogenic activity was detected in raw water samples collected in Campinas, Barueri and Cerquilho and also in hospital effluent, for all those samples estrogenic compounds were determined. San method showed to be more sensitive to pure chemical compounds and environmental samples. For treated water no estrogenic activity was found, except for one sample from Barueri that presented a low response. The amounts of compounds detected by chromatographic analysis were not sufficient to explain the observed estrogenic activity when bioassays were used, therefore low compounds concentration or other compounds and their mixtures may be responsible for the high biological effet detected by bioassays.

Grande parte do lodo gerado em ETAs no Brasil ainda é disposta em rios ou em aterros sanitários. Contudo, principalmente em grandes centros urbanos, condições de licenciamento ambiental restritivas e custos logísticos crescentes tem levantado interesse em usos benéficos para esse resíduo. Um obstáculo para a mudança de paradigma recai no fato de que muito raramente operadores e projetistas de ETAs nacionais conseguirem prever, com algum grau de confiabilidade, a massa e volume de resíduos produzidos pelo tratamento da água bruta. Geralmente, usa-se para esse fim fórmulas empíricas, que relacionam a produção de lodo à concentração de sólidos em suspensão totais (SST) na água bruta e à dosagem de produtos químicos. Os objetivos deste trabalho são: comparar o desempenho de dois dos principais métodos quantitativos de estimativa de produção de lodo o método de fórmulas empíricas, e o do balanço de massa; investigar a prática disseminada de se estimar a concentração de sólidos em suspensão totais na água bruta por meio de modelos de regressão linear com a turbidez como variável independente; e delinear condições para a aplicação dessa correlação. Foram utilizados dados de seis ETAs de ciclo completo operadas pela SABESP (ABV, Alto Cotia, Cubatão, Guaraú, Franca e Presidente Prudente), além de dados de monitoramento de 130 estações de monitoramento de águas superficiais da CETESB. Os resultados sugerem que a identificação de correlações significativas entre concentração de SST e turbidez é elusiva, e não constitui tarefa trivial. Do universo de 130 estações da CETESB, somente 7 apresentaram correlação significativa; das ETAs, somente Presidente Prudente. Modelos de regressão alternativos utilizando outras variáveis (cor, vazão média mensal e mês), combinadas com a turbidez ou isoladamente, foram desenvolvidos. Somente a inclusão do mês como variável categórica foi capaz de aumentar o poder explicativo do modelo baseado exclusivamente na turbidez, sugerindo que a relação entre turbidez e concentração de SST é variável sazonalmente. Mediante a comparação com balanços de massa, foram identificados alguns fatores que afetam o poder de predição da fórmula empírica desenvolvida pela American Water Works Association, algumas vezes de maneira drástica. Em geral, conclui-se que o uso de fórmulas empíricas principalmente em conjunto com modelos de regressão entre concentração de SST e turbidez possa não ser recomendável. / Most of the water treatment plant (WTP) residuals generated in Brazil is still discharged in water bodies, or disposed of in landfills. However, especially in large urban areas, ever stringent conditions for environmental permits e rising logistical costs have put into focus beneficial uses for those residuals. A major obstacle for paradigm change in that aspect lies in the fact that very rarely water treatment plant operators and designers are able to predict with some degree of certainty the mass and volume of residuals produced by the treatment process. Usually, empirical formulas are used for that end, which relates the residuals production rate to the concentration of total suspended solids (TSS) in the raw water, and the chemicals dose. The objectives of this work are: to compare the performance of two of the main quantitative estimation methods for residuals production the empirical formulas and the mass balance; to investigate the widespread practice of estimating the concentration of TSS using turbidity as a surrogate; and to identify the conditions under which such procedure is acceptable. For that end, data from six WTPs operated by SABESP (ABV, Alto Cotia, Cubatão, Guaraú, Franca e Presidente Prudente), plus 130 surface water monitoring stations operated by CETESB, was analyzed. Alternative regression models, employing other independent variables (color, average monthly flow and month) singly or in combination with turbidity, were developed. Only the inclusion of the month as a categorical variable was capable of enhancing the explaining power of the turbidity model, suggesting that the relation between turbidity and TSS concentration is seasonally variable. The results suggest that identification of such significant correlations between TSS concentration and turbidity is elusive at best, and doesn\'t amount to a trivial task. Out of the universe of 130 monitoring stations, in only 7 a good degree of correlation was found; of the WTPs, that was the case only in Presidente Prudente. Through the comparison with the mass balances, some factors that affect the predictive power of the American Water Works Association sometimes drastically a were identified. In general, it is concluded that the use of empirical formulas especially when combined with turbidity and TSS concentration regression models may not be recommended.

Befintliga klimatscenarier visar att vi i framtiden kommer att få längre torrperioder och intensivare nederbörd, vilket ökar sårbarheten i våra system för dricksvattenförsörjning och avloppshantering. Öar är känsliga för kommande klimatförändringar då de har små vattentillgångar och sällan har kommunal vattenförsörjning. Dagens vattensystem är linjära, där renat avloppsvatten återförs direkt till naturen. För att få en bärkraftig avloppshantering kan en vattenanvändning införas som efterliknar den hydrologiska cykeln. Syftet med studien är att undersöka ön Möjas vattentillgång, vatten- och avloppssystem, inställning till att återanvända avloppsvatten, samt om cirkulärt vattenbruk är ett hållbart system.   Genom semistrukturerade intervjuer, enkäter, litteraturstudier och fältstudier på ön har data samlats in och analyserats. Resultaten visar att Möjas befolkning använder mindre vatten per person och dygn än den genomsnittlige svensken. Inställningen till att återanvända renat avloppsvatten varierar, med lägst acceptans för återanvändning av svartvatten. Studien visar att cirkulärt vattenbruk är möjligt då ett sådant system redan har installerats på ön.  Resultaten tyder på att öbor generellt hushåller med sina vattenresurser, samt att en tveksam inställning till att återanvända svartvatten kan bero på den så kallade äcklighetsfaktorn. Trots en varierande acceptans för att återanvända vatten bör fler cirkulära vattensystem kunna införas på ön, vilket ger Möja en mer bärkraftig hantering av sitt avloppsvatten. / Existing climate scenarios show that in the future we will have longer dry periods and more intense precipitation, which increases the vulnerability of our drinking water and wastewater management systems. Islands are sensitive to future climate change due to limited water resources and the fact that they rarely have a water supply from the municipality. Today's water systems are linear, where purified wastewater is returned directly to nature. In order to obtain a sustainable sewage treatment, the usage and treatment of water need to mimic the hydrological cycle. The purpose of this thesis is to investigate the island's water supply, water and sewage systems, the attitude towards reuse of wastewater, and whether a circular model of using water is a sustainable system. Through semi-structured interviews, surveys, literature studies and field studies on the island, data has been collected and analysed. The results show that Möja's population uses less water per person and day than the average Swede. The attitude towards reusing purified wastewater varies, with the lowest acceptance for the reuse of black water. The study shows that a circular model of using water is possible since such a system has already been installed on the island. The results indicate that islanders generally are more cautious with water resources and there is an uncertain attitude to reusing black water, which may depend on the so-called yuck-factor. Despite a varying acceptance for reuse of purified wastewater, circular water systems can be introduced on the island, which gives the population a more sustainable management of its wastewater.

Groundwater aquifers are precious resources that has been serving human consumption for many centuries. This resource is pristine in comparison with surface waters such as lakes and canals, however, as population grows exponentially so does the demand for groundwater and the need to study the potential of groundwater replenishment programs. The injection of treated water or wastewater into an aquifer is a method to protect this resource for current and future generations. Health concerns would be expected since migration of water of “impaired quality” can affect the drinking water by contamination. Regulatory barriers resulting from the perceived risks of adverse health effects from pathogens such as viruses have limited the concept of this impaired water resources from being used for groundwater replenishment programs. The objective of this study is to examine the risk assessment using computational modeling with MODFLOW and MT3D groundwater transport simulation. The results from the simulation showed that after two years, the risk of contamination based on concentration contours from the injection well to the production wellfields for the City of Hollywood stabilized below 10- 6. The risk assessment provided important aspect to demonstrate the concept of using injection of treated water as an option for groundwater replenishment. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2014. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

A presença de substâncias húmicas em águas destinadas ao abastecimento tem ocasionado diversos problemas, entre eles a formação de subprodutos halogenados, principalmente quando se emprega a pré-oxidação com cloro. Com o reagente de Fenton não há a possibilidade de formação desses indesejáveis compostos halogenados, pois o forte poder oxidativo do reagente de Fenton é devido ao radical hidroxila (OH). Aliado a isto, com o mesmo produto químico se pode ter a pré-oxidação e coagulação de compostos orgânicos, pois o reagente de Fenton consiste na aplicação de íons de Fe+2 e peróxido de hidrogênio em meio ácido, sendo o Fe+2 oxidado a Fe+3. Como esses íons formam espécies hidrolisadas que atuam como coagulantes, o reagente de Fenton pode ter a dupla função de oxidação e coagulação nos processos de tratamento. Por isso, neste trabalho foi proposta uma metodologia para emprego do reagente de Fenton como agente coagulante no tratamento de águas contendo cor elevada causada pela introdução de substâncias húmicas extraídas de turfa. Além disto, foi estudado o efeito da massa molecular das substâncias húmicas na eficiência da coagulação, floculação e flotação de águas; para isto foram preparadas 4 águas distintas apresentado a mesma cor verdadeira, mas com substâncias húmicas de diferentes massas moleculares, obtidas por fracionamento por ultrafiltração. Por meio da otimização da dosagem de coagulante e respectivo pH de coagulação e posterior construção dos diagramas de coagulação para cada água de estudo, verificou-se que a água preparada com as substâncias húmicas de menor massa molecular apresentou maior grau de dificuldade para tratamento, requerendo dosagens de coagulante (reagente de Fenton) bem mais elevadas em relação às águas preparadas com substâncias húmicas de maior massa molecular. Adicionalmente, foram realizados ensaios de filtração em areia após a flotação, procurando-se simular tratamento em ciclo completo, tendo sido constatado que com o reagente de Fenton empregado como agente coagulante, a água filtrada atendeu ao padrão de potabilidade vigente no Brasil em relação aos parâmetros medidos (cor aparente < ou = 3 uH, turbidez < 0,5 uT e ferro total residual < 0,005 mg/L). Os valores de absorvância e carbono orgânico total da água filtrada também foram muito pequenos, indicando que a formação dos subprodutos da desinfecção com cloro seriam insignificantes. / Humic substances\' presence in water destined for supply has brought many problems, such as halogenated byproducts formation, mainly when chlorine is used as preoxidant. With Fenton\'s reagent there is no formation possibility of these undesirable halogenated compounds, since the strong oxidative power of Fenton\'s reagent is due to hydroxyl radical (OH). In addition, with the same chemical product, it is possible to have the preoxidation and coagulation of organic compounds, because Fenton\'s reagent consists of Fe+2 ions and hydrogen peroxide application under acid conditions, with Fe+2 oxidized to Fe+3. Since these ions form hydrolyzed species that act as coagulants, Fenton\'s reagent can have the double function of oxidation and coagulation on treatment processes. Because of this, the current work proposed a methodology to use Fenton\'s reagent as coagulant agent in the treatment of waters having high true color caused by the introduction of humic substances extracted by peat. Besides this, humic substances molecular weight effect on coagulation, flocculation and flotation of waters was studied; for this, 4 distinct waters having the same true color were prepared, but with different humic substances molecular weights, obtained by ultrafiltration fractioning. Through optimization of coagulant dosage and respective coagulation pH and posterior construction of coagulation diagrams for each studied water, it was verified that the water prepared withthe smallest molecular weight humic substances was more difficult to treat, requiring higher coagulant (Fenton\'s reagent) dosages compared with the waters prepared with larger molecular weight humic substances. Furthermore, experiments of filtration after flotation were carried out, trying to simulate a complete cycle treatment, which verified that with Fenton\'s reagent, employed as coagulant agent, the filtered water reached the brazilian potable standards concerning the measured parameters (apparent color < ou = 3 HU, turbidity < 0.5 TU and residual total iron < 0.005 mg/L). The absorbance and total organic carbon values of filtered water were also very low, indicating that the disinfection byproducts formation with chlorine would be insignificant.

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