O tratamento das águas residuárias gera um resíduo, o lodo de esgoto, que poderia ser utilizado para aumentar a produtividade de culturas agrícolas e florestais. O objetivo geral deste trabalho foi estudar como a utilização do biossólido em um povoamento de Eucalyptus grandis afeta a ciclagem biogeoquímica de nutrientes. O estudo foi desenvolvido na Estação Experimental de Itatinga, vinculada ao Departamento de Ciências Florestais da ESALQ/USP. O experimento foi instalado em março de 1998 em um delineamento em blocos casualizados, com cinco tratamentos (testemunha, adubação mineral, 10 Mg ha-1 de biossólido + KP, 20 Mg ha-1 de biossólido + K e 40 Mg ha-1 de biossólido + K). Os resultados mostraram que a aplicação de biossólido alterou o desenvolvimento e o estado nutricional dos eucaliptos, bem como os padrões de reciclagem dos nutrientes. A produção de fitomassa arbórea pelos eucaliptos que receberam 10 Mg ha-1 de biossólido + K e P mineral foi significativamente maior do que no tratamento testemunha e, em média, maior também do que na fertilização mineral. Com as doses de biossólido, também foi verificado um significativo aumento na produção de serapilheira e na devolução de nutrientes ao solo. Durante quatro anos de desenvolvimento, as árvores que receberam a maior dose de biossólido produziram e devolveram ao solo 20 Mg ha-1 de folhedo, 5340 kg ha-1 de folhas senescentes a mais do que as árvores testemunhas e 2422 kg ha-1 a mais do que os eucaliptos que receberam adubação. O biossólido alcalino utilizado apresentou reduzidas taxas de degradação. Apenas o biossólido que foi aplicado em uma dose de 20 Mg ha-1 diminuiu sua massa seca em mais de 50%, chegando a taxa média igual a 2,42 Mg ha-1 ano-1. A aplicação de biossólido não alterou a taxa de perda de massa do folhedo de eucalipto. No entanto, o resíduo afetou a dinâmica de mineralização e liberação de nutrientes, principalmente, evitando a imobilização de N e acelerando sua liberação das folhas em decomposição. Os eucaliptos do tratamento "10+KP" apresentaram maior quantidade de fitomassa epígea acumulada em todos os componentes, o que resultou em 62% a mais de fitomassa total nessas árvores em relação às testemunhas. Para esses eucaliptos, que apresentaram maior produtividade, a fitomassa total de tronco acumulada em cinco anos foi de 94,9 Mg ha-1; conseqüentemente, o incremento médio anual (IMA) foi de 19 Mg ha-1 ano-1. Este tratamento "10+KP" apresentou também maior mineralomassa de N, P, S e Zn. Por outro lado, apresentou menores valores de mineralomassa de Ca do que os os tratamentos "20+K" e "40+K", assim como menor mineralomassa de Mg do que os eucaliptos que receberam adubação mineral. A aplicação de biossólido propiciou, na fase final da rotação, maiores estoques de nutrientes em todos os compartimentos do ecossistema. O capital lábil de P, Ca e Zn no solo onde foi aplicado biossólido foi maior do que no solo adubado, o que evidencia maior capacidade em manter a sustentabilidade produtiva do ecossistema quando se aplica biossólido. / The treatment of wastewaters generates the sewage sludge, a residue that could be used to increase the productivity of both farming and forest plantations. The general aim of this work was to evaluate how biosolid affects the biogeochemistry of nutrients at an Eucalyptus grandis plantation. The study site is at the Experimental Station of Itatinga, linked to the Forest Sciences Department of the ESALQ/USP. The trial was installed on March 1998 in randomized blocks design, with five treatments (control, inorganic mineral fertilizer, 10 Mg ha-1 of biosolid + KP, 20 Mg ha-1 of biosolid + K and 40 Mg ha-1 of biosolid + K). The results showed that the biosolid application alters both the development and the nutritional state of eucalypts, as well as the patterns of nutrients recycling. There was an significant increment in the arboreal biomass production of the eucalypts that received 10 Mg ha-1 of biosolid + mineral K e P, in relation to the control treatment, and higher average production than the eucalypts that received full mineral fertilization. With the increase of biosolid rates, there was a significant increase on the production of litter-fall and on the nutrients soil devolution. During four years, the trees under the largest biosolid dose produced and returned to the soil 20 Mg of leaves-fall, 5340 kg more than the control trees and 2422 kg more than the eucalypts that received fertilization. The used alkaline biosolid presents reduced degradation rates. Just the biosolid applied at a 20 Mg ha-1 dose reduced the dry mass by more that one half, reaching a medium rate of 2.42 Mg ha-1 year-1. The biosolid application does not alter the leaves-fall eucalypts mass loss rate, appraised in senescent leaves. However, the residue affects the mineralization dynamics and nutrients liberation, mainly, by blocking the immobilization of N and accelerating its liberation from the leaves decomposing. The eucalypts under the treatment "10+KP" presented more accumulated biomass in all of their components, so they reached 62% more aboveground biomass in comparison to the control plants. For those eucalypts that presented the highest productivity, the total biomass of trunk accumulated in five years was 94,9 Mg ha-1; consequently, the mean annual increment (MAI) was of 19 Mg ha-1 year-1. The treatment "10+KP" also presented high mineral mass of N, P, S and Zn. By the other hand, the treatment "10+KP" presents smaller values of mineral mass of Ca than the eucalypts under the treatments "20+K" and "40+K" and smaller mineral mass of Mg than the eucalypts that received mineral fertilization. In the final phase of the rotation, the biosolid increased the nutrients stocks in all compartments of the ecosystem. The P, Ca and Zn labile pool soil was higher with biosolid application than fertilized soil, what assures higher capacity in maintaining sustainability productivity of the ecosystem when biosolid is applied.

As plantações sustentáveis e de alta produtividade de espécies de eucalipto podem contribuir para a solução dos desafios ligados a oferta de madeira para os diversos segmentos industriais, bem como os de ordem ambiental e social existentes no Brasil e no mundo. As pesquisas experimentais têm demonstrado que as fertilizações mineral e orgânica (biossólidos) aumentam a taxa de crescimento das árvores de eucalipto sendo, contudo, escassas as informações sobre as propriedades da madeira. A partir de dois experimentos de campo instalados na Estação Experimental de Itatinga-SP, foram realizadas avaliações da dinâmica do crescimento em diâmetro do tronco e das propriedades anatômicas e físicas do lenho de árvores de Eucalyptus grandis. As árvores de eucalipto foram plantadas no espaçamento de 3x2 m e fertilizadas com nitrogênio (plantio, 6, 12, 18 meses) e lodo de esgoto (plantio, 8 meses) no Experimento A e potássio e sódio (plantio, 6, 12 meses) no Experimento B. Nos dois experimentos foram selecionadas, de acordo com as classes de área basal, as árvores de eucalipto com idade de 22 meses e instaladas faixas dendrométricas para o monitoramento do incremento em diâmetro do tronco no período de fevereiro de 2006 a janeiro de 2007. Árvores de eucalipto selecionadas em classes de área basal foram cortadas com a idade de 24 meses e coletadas amostras do lenho em diferentes porcentagens da sua altura total. De cada tratamento, foram analisadas as propriedades anatômicas e físicas da madeira, sendo (i) variação radial das dimensões das fibras, vasos e da densidade aparente do lenho por densitometria de raios X e (ii) variação longitudinal da densidade básica do lenho. Nos dois experimentos detectou-se o efeito da sazonalidade climática no incremento em diâmetro do tronco das árvores, com períodos de máximo (fevereiromaio) e de mínimo (julho-agosto) crescimento. Foram, também, encontradas diferenças significativas entre os tratamentos de fertilização e as classes de área basal das árvores para o crescimento e para alguns parâmetros de densidade do lenho e dimensões das fibras e vasos. O modelo de variação da densidade aparente do lenho se caracterizou por valores elevados na região da medula, decrescendo e estabilizando em direção a casca. A densidade básica do lenho decresceu e/ou estabilizou da base até 25% da altura das árvores; aumentou entre 25 e 75% da altura e decresceu até o topo. A variação radial (medula-casca) foi caracterizada pelo aumento da largura, diâmetro do lume e comprimento e a diminuição da espessura da parede celular das fibras e pelo aumento do diâmetro tangencial e da área ocupada e redução da freqüência dos vasos. / The sustainable and high productivity plantations of eucalyptus species can contribute to the solution of the challenges regarding the wood for the several industrial sectors, as well as the environmental and social aspects in Brazil and in the world. The researches experimental have been demonstrating that the mineral and organic fertilizations (biosolids) increase the growth rate of the eucalypt trees being, however, scarce the information on the wood properties. From two field experiments installed in the Experimental Station of Itatinga-SP, evaluations were done one the growth dynamics in of trees diameter and the anatomical and physical wood properties of Eucalyptus grandis. The eucalypt trees were planted in the spacing 3x2 m and fertilized with nitrogen (planting, 6, 12, 18 months) and sewage sludge (planting, 8 months) in the Experiment A and potassium and sodium (planting, 6, 12 months) in the Experiment B. In the two experiments were selected, according with the classes of basal area, the eucalypt trees with 22 months old and installed dendrometer bands for the monitoring of the increment in trees diameter from February 2006 to January 2007. Eucalypt trees selected in classes of basal area were cut with 24 months old and wood samples were collected in different % of the total height. The anatomical and physical wood properties were analyzed, being (i) the radial variation of the fibers, vessels and the wood apparent density by of X-ray densitometry and (ii) longitudinal variation of the wood basic density. In the two experiments the effect of the climatic seasonality was detected in increment of the trees diameter, with laugher grow periods (February-May) and lower periods (July- August). Significant differences between the treatments and classes of basal area of the trees for the growth and some parameters of wood density and fibers and vessels were also detected. The model of variation of the wood apparent density was elevated near to pith and decreased/stabilizes in bark direction. The wood basic density decreased and/or it stabilized of the base until 25%; increased up to 75% and decreased up to 100% of the trees height. The radial variation was characterized by the increase of the width, lumen diameter and length and the decrease of the cell wall thickness of the fibers and for the increase of the tangential diameter and the area and reduction of the frequency of the vessels.

Esta pesquisa buscou avaliar a secagem e higienização em estufa agrícola de excesso de lodo ativado gerado em Estações de Tratamento de Esgoto que tratam esgoto doméstico, localizadas na Região Metropolitana da Grande Vitória, Espírito Santo e, à partir dos resultados, estimar a área e o custo de investimento necessários para a instalação da estufa. A intenção foi atingir os padrões para lodo Classe A (Resolução no 375/2006 do Conama), que possibilita o uso do material na agricultura. A estufa possuía cobertura e revestimento lateral em lona plástica translúcida para impedir a penetração de água e possibilitar a penetração da radiação solar. O estudo foi dividido em duas etapas, ou seja, num primeiro momento, houve a avaliação do lodo digerido aerobiamente, com e sem cal, e, num segundo, a do lodo não encaminhado ao digestor, com e sem cal. Cada etapa era composta de três ciclos (repetições) com procedimentos metodológicos diferenciados e tempo de duração aproximado de 70 dias. Com o monitoramento temporal dos parâmetros estudados em cada ciclo, foi possível avaliar e definir a melhor configuração para a otimização da técnica estudada. As concentrações de substâncias inorgânicas no lodo usado na pesquisa já se apresentavam com valores bem inferiores aos padrões do Conama. Os parâmetros de interesse agronômico monitorados apresentaram valores atraentes sob o aspecto agronômico. Com relação aos vírus, os resultados apresentados foram inconclusivos e, em face disso, os resultados não foram usados nas considerações finais acerca do processo utilizado. Diante dos resultados obtidos, é razoável afirmar que entre as condições metodológicas testadas, a melhor configuração para o uso da estufa agrícola na secagem e higienização do lodo, atendendo aos padrões para lodo Classe A (exceto vírus), foi: tempo de secagem aproximado de 36 dias; forma de disposição do lodo com altura igual a 10cm; período de revolvimento de três vezes por semana; lodo sem adição de cal. Essa configuração possibilita obter um biossolido com umidade final de, aproximadamente, 25%, resultando numa diminuição do volume bastante expressiva, de cerca de 76%. As estimativas de dimensão e custo, também foram realizadas. / This research aimed at assessing the dry and hygienization in a greenhouse excess of the activated sludge generated in Wastewater Treatment Plants that treats domestic sewage, located in the Metropolitan Region of the Great Vitória, Espírito Santo, and from the results, estimate the area and the cost of investment required for installation from the greenhouse. The intention was to meet the standards defined for sludge Class A (375/2006 Resolution of Conama) which enable the use of the material in the agriculture. The greenhouse had coverage and coating side canvas translucent plastic to prevent the ingress of water and allow the penetration of solar radiation. The study was divided into two stages, i.e. first, there was an assessment of the aerobically digested sludge behavior and, with and without lime, and second, the sludge which was not sent to the digester, with and without lime. Each part was composed by three cycles (repetitions) with differentiated methodological procedures and time of duration approximately of 70 days in order to evaluate the best configuration for the optimization of the studied technique. The concentrations of inorganic substances in the utilized sludge in the research were already presented with much lower values in relation to the standards of Conama. The parameters of monitored agricultural interest show interesting values under an agricultural aspect. In relation to virus, the presented results were inconclusive. Therefore, they were not used in the final considerations in relation to the utilized process. In face of the obtained results, it is reasonable to state that among the tested methodological conditions, the best configuration for the use of agricultural greenhouse in the dry and hygienization of the sludge, meeting the standards for the sludge Class A (except virus) was: the time of dry approximately 36 days; form of sludge disposition with 10 cm height; revolving period of 3 times a week; sludge without the addition of lime. With this configuration, it is possible to obtain a biosolid with moisture of approximately 25% resulting in a very expressive decreasing of volume, around 76%. Estimates of the size and cost were also performed.

A introdução de metais pesados no solo pode ser efetuada através de diferentes meios, sendo muito estudadas as aplicações de lodo e de resíduos industriais. Entretanto, práticas agrícolas tradicionais também podem contribuir para levar metais ao solo, através do uso de fertilizantes minerais, defensivos e mesmo adubos orgânicos. Os objetivos desse trabalho foram considerar a relação entre concentrações de Cu em solução e na fase sólida de alguns solos do município de Louveira, SP, cultivados com figo e uva, contaminados com cobre devido à aplicação de calda bordalesa e também de dois Latossolos contaminados com cobre devido à aplicação de lodo de esgoto. Para tanto, determinou-se a capacidade adsortiva e dessortiva desses solos através de isotermas de adsorção; os valores de energia livre (∆Go) e do coeficiente de distribuição Kd das reações de adsorção de cobre. Verificou-se ainda o ajuste dos modelos de Langmuir e Freundlich aos valores experimentais obtidos no estudo de adsorção. Amostras de terra foram agitadas em duplicata por 24h com solução 0,01 mol L-1 de Ca(NO3)2 (relação 1:10) contendo: 0; 2; 5; 10; 15; 30; 50; 75 e 100 mg L-1 Cu. As concentrações do cobre em solução foram então determinadas por espectrofotometria de absorção atômica. A quantidade de metal adsorvida foi estimada pela diferença entre a concentração inicial e a concentração de equilíbrio. Para determinar a quantidade de Cu dessorvido, as amostras de terra do estudo de adsorção foram agitadas por 2h por três vezes consecutivas, com 20 ml de solução de Ca(NO3)2 0,01 mol L-1. A quantidade de cobre dessorvida foi calculada a partir das concentrações de cobre determinadas nas três etapas citadas. As isotermas de Freundlich e Langmuir mostraram-se igualmente capazes de descrever a adsorção de Cu em todos os solos estudados. Solos com maiores teores de matéria orgânica e pH em geral adsorveram maiores quantidades de cobre e apresentaram maiores coeficientes de distribuição (Kd). Nos solos sob aplicação de lodo de esgoto as quantidades de cobre dessorvido foram muito baixas. Para todos os solos o fenômeno da histerese foi expressivo. Apesar dos altos teores de Cu resultantes da aplicação de lodo e calda bordalesa, os solos evidenciaram ainda uma grande capacidade de adsorver mais metal adicionado Tais resultados reforçam a importância da matéria orgânica no manejo correto de solos contaminados com cobre proveniente da adição de lodo de esgoto e calda bordalesa. / The introduction of heavy metals in soil could be effectuated in differents ways, being the applications of sewage-sludge and industrial residues the most studied of them. However, traditional agricultural practices can contribute to take metals to the soil as well, through the use of mineral fertilizers, pesticides and also organic manure.The objectives of this research were to consider the relationship between copper concentrations in soil solution and in its solid phase on soils of orchards in Louveira region of São Paulo State, Brazil, which had been previously contaminated by copper due the application of the Bordeaux mixture; and also another two soils contaminated by copper due to the application of sewage-sludge. This study included the determination of the adsorption and desorption capacity of these soils through adsorption isotherms; the values of free energy (∆Go) and the distribution coefficient Kd. The Langmuir and Freundlich models were fitted to experimental data. Soil samples were stirred during 24 hours in duplicate with 20 mL of 0.01 mol L-1 Ca(NO3)2 solution (relation 1:10) containing: 0; 2; 5; 10; 15; 30; 50; 75 and 100 mg L-1 Cu. The metal concentrations in the equilibrium solution were determined by atomic absorption spectrophotometry. The adsorbed metal amounts were calculated with basis on the difference between the initial amount and the metal remaining content at the end of the reaction period. To determine the desorbed metal amount, the soil samples previously submitted to the adsorption trial were stirred for 2 hours, three consecutive times, with 20 ml of solution of Ca(NO3)2 0.01 mol L-1 in duplicate. The cumulative desorbed copper amount was calculated by the sum of the copper extracted in each step. The Freundlich and Langmuir isotherms presented themselves as equally capable of describing the Cu adsorption in all the studied soils. Generally, soils containing the greater organic matter content and pH, adsorbed higher amounts of copper, and presented greater distribution coefficients (Kd). In the soils submitted to sludge application copper desorption was very low. For all the studied soils samples the hysteresis phenomenon was expressive. In all soils the copper adsorption reaction was thermodynamically exothermic and spontaneous. Despite the high copper content in soils treated with sludge and the Bordeaux mixture application, a great adsorption capacity of the added copper was detected. Such results strengthen the importance of the organic matter in the correct soil management of copper contaminated soils due to the addition of sewage-sludge and Bordeaux mixture.

Regulações ambientais cada vez mais rigorosas em relação ao gerenciamento dos resíduos orgânicos estão impelindo a indústria para uma maior sustentabilidade no sentido de melhorar a relação beneficio/custo e também atender a demanda dos clientes. A valorização dos resíduos orgânicos é uma das áreas de investigação atuais que tem atraído grande atenção nos últimos anos como uma alternativa potencial à eliminação de uma vasta gama de resíduos em aterros sanitários. Os resíduos orgânicos como o lodo de esgoto têm sido encarados como um recurso com um potencial significativo para ser empregado como matéria-prima para a produção de vários tipos de produtos, materiais e combustíveis. Este estudo tem como objetivo fornecer subsídios sobre o potencial de uso de lodo de esgoto para produzir carvões ativados e novos materiais adsorventes misturando com diferentes materiais polissiloxanos para adsorção de poluentes orgânicos a partir de soluções aquosas. Os materiais adsorventes foram caracterizados por varias técnicas analíticas e funcionais e utilizados na adsorção de diclofenaco (DCF) , nimesulida (NM) e alguns compostos fenólicos a partir de soluções aquosas Esta tese visa contribuir em (i) comparar os métodos de pirólise (pirólise convencional e aquecimento assistido por micro-ondas) na preparação de carvões ativados a partir de lodo de esgoto. Para isso foi aplicado um planejamento experimental e metodologia de superfície de resposta no sentido de determinar quais as variáveis dos dois processos são as que influenciam na qualidade do carvão produzido; (ii) a combinação de lodo de esgoto com polissiloxanos para preparar adsorventes para adsorção de fármacos a partir de soluções aquosas por processos de adsorção. Os achados gerais desta tese mostraram (i) que ambos os métodos de pirólise produzem carvões ativados com elevadas porosidades e áreas superficiais; (ii) demonstrou-se também que lodo de esgoto pode ser um excelente precursor para a preparação de carvões ativados e que pode com sucesso ser combinado com outros precursores (como polissiloxanos) a fim de se obter novos materiais com diferentes funcionalidades e características; (iii) foi demonstrado que os carvões ativados, híbridos e materiais compósitos desenvolvidos durante o presente estudo são ótimos adsorventes, especialmente para a remoção de diclofenaco DCF e NM a partir de solução aquosa e; (iv) tanto por microondas ou por pirólise convencional, é possível desenvolver CAs de lodo de esgoto com alta eficiência para a remoção de compostos fenólicos em comparação com outros tipos de CAs relatados na literatura. Estes resultados indicam que o lodo de esgoto e polissiloxanos têm grande potencial como precursores para a preparação de materiais adsorventes para o tratamento de água poluída por compostos orgânicos. / Increasingly tighter regulations regarding organic waste are pushing the manufacturing industry toward higher sustainability to improve cost-effectiveness and meet customers’ demand. Organic waste valorisation is one of the current research areas that have attracted a great deal of attention over the past few years as a potential alternative to the disposal of a wide range of residues in landfill sites. Bio-waste like sewage sludge emerged as a resource with a significant potential to be employed as a raw material for the production of chemicals, materials and fuels given its abundant volumes generated globally. This study aims at providing insights into the potential of the use of the sewage sludge to produce activated carbons (ACs) and novel adsorbent materials mixing with different polysiloxanes materials for adsorption of organic pollutants from aqueous solutions. The characterization of adsorbents were achieved by several analytical and functional techniques and used for adsorption of diclofenac (DCF) and nimesulide (NM) from aqueous solutions. The novelties of the present study are (i) to compare both pyrolysis methods (conventional pyrolysis and microwave assisted heating) for preparation of activated carbons from sewage sludge for that It was applied an experimental design and response surface methodology were used for the preparation and comparison of activated carbon produced by both methods, conventional furnace and microwave; (ii) the combination of sewage sludge with polysiloxanes to prepare adsorbents to uptake pharmaceuticals and phenolic compounds from aqueous solutions by adsorption processes. The general findings of this thesis showed (i) that both methods of pyrolysis produce very good activated carbons from sewage sludge with high specific surface areas and high developed porosities; (ii) It was also shown that the sewage sludge can be an excellent precursor to prepare activated carbons and novels materials by mixing it with other precursors such polysiloxanes; (iii) It was shown that the activated carbons, hybrids and composites materials developed during the present study are good adsorbents, especially for the removal of a model diclofenac (DCF) and nimesulide (NM) from aqueous solution and; (iv) that by microwave and conventional pyrolysis it is possible to develop sludge-ACs with very high efficiency for phenolic compounds compared with others kind of ACs reported in literature. These results indicate that sewage sludge and polysiloxanes have great potential as precursors for preparation of adsorbent materials for water treatment polluted by organic pollutants compounds.

Orientador: Wanderley José de Melo / Banca: Mara Regina Pessoa da Cruz / Banca: José Marques Junior / Banca: Cássio Hamilton Abreu Junior / Banca: Maria Olímpia de Oliveira Rezende / Resumo: A adição de lodo de esgoto ao solo tem aspectos positivos para a melhoria dos solos agrícolas, uma vez que contêm nutrientes como fósforo, nitrogênio, enxofre, zinco, dentre outros, além de propiciar melhorias em atributos químicos, físicos e biológicos do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito aplicação de doses de LE por dezesseis anos consecutivos sobre os atributos químicos e bioquímicos, a produtividade, o teor de macro e micronutrientes a folha diagnose e o teor de elementos-traço no solo, na planta e nos grãos de milho cultivado em Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) e Latossolo Vermelho distrófico (LVd). O experimento foi instalado em condições de campo em Jaboticabal, SP. O delineamento experimental foi blocos casualizados com 4 tratamentos e 5 repetições. Os tratamentos foram: T1= testemunha (fertilização mineral, sem aplicação de LE), T2 = 5 t ha-1 LE, T3= 10 t ha-1 LE e T4= 20 t ha-1 LE (base seca). O lodo de esgoto provocou aumento no teor de K no LVef e diminuição no LVd. O LE aumentou o teor de P no LVef e o teor de matéria orgânica no LVd. A dose de 20 t ha-1 de lodo de esgoto, base seca, promoveu incremento na atividade da enzima fosfatase ácida no LVef e na atividade da enzima arilsulfatase, na respiração basal e no quociente metabólico no LVd. A aplicação de 10 e 20 t ha-1 LE, base seca, aumentou o teor de Cu no solo LVef e os teores pseudototais de Cu, Ni, Pb e Zn no solo LVd, entretanto, sem ultrapassar os valores de prevenção estabelecidos pela legislação brasileira. Os teores de Cd, Ni, Pb e Zn na parte aérea de plantas de milho cultivadas em LVd e LVef aumentaram com a aplicação de lodo de esgoto, mas não houve diferença entre doses de 5, 10 e 20 t ha-1. Os teores dos metais As, Ba, Cd, Cr, Hg, Mo e Pb nos grãos de milho permaneceram abaixo dos limites estabelecidos para o consumo humano. Apenas o Ni apresentou efeito das doses de LE aplicadas aos dois ... / Abstract: The addition of sewage sludge (SS) to soil have positive aspects for the improvement of agricultural soils, since they contain nutrients such as phosphorus, nitrogen, sulfur, zinc, among others, as well as providing improvements in chemical, physical and biological soil properties. The aim of this study was to evaluate the implementation effect of doses of SS for sixteen consecutive years on chemical and biochemical attributes, yield, content of macro and micronutrients on leaf diagnosis and the content of heavy metals in soil, plant and grains corn grown in Typic Eutrorthox (LVef) and Typic Haplorthox (LVd). The experiment was conducted under field conditions in Jaboticabal, SP. The experimental design was randomized blocks with four treatments and five repetitions. The treatments were: T1 = control (mineral fertilization, without application of LE), T2 = 5 t ha-1 SS, T3 = 10 t ha-1 SS and T4 = 20 t ha-1 S (dry basis). Sewage sludge caused an increase in K content in LVef and decreased in LVd. Sewage sludge increased P content in LVef and the organic matter content in LVd. The dose of 20 t ha-1 of sewage sludge, dry basis, promoted an increase in the activity of the enzyme acid phosphatase in soil LVef and arylsulfatase enzyme activity in basal respiration and metabolic quotient in soil LVd. The application of 10 and 20 t ha-1 SS, dry basis, increased the Cu content in the soil LVef and Cu, Ni, Pb and Zn in the soil LVd, however, without exceeding the values of prevention established by legislation Brazilian. The content of Cd, Ni, Pb and Zn in plants of corn grown in LVef and LVd increased with application of sewage sludge, but without difference between doses of 5, 10 and 20 t ha-1. The levels of the metals As, Ba, Cd, Cr, Hg, Mo and Pb in the grains of corn remained below the limits for human consumption. Only the Ni present effect of doses of LE applied to two soils. There was no significant difference between treatments ... / Doutor

Com o crescimento urbano e industrial houve considerável aumento na geração de resíduos, tais como os biossólidos provenientes de estações de tratamento de esgoto. Diversas estratégias de utilização desse resíduo tem sido propostas, e o uso agrícola como fertilizante tem se tornado prática comum. Entretanto, os biossólidos podem apresentar caráter poluente, dependendo, dentre outro fatores, dos níveis de metais pesados no resíduo. A concentração total de metais nos solos pode ser utilizada como indicativo dos efeitos da aplicação agrícola de biossólidos, porém pode não refletir sua biodisponibilidade. A determinação das espécies em solução, bem como a distribuição dos metais na fase sólida, obtida por meio da extração seqüencial, são ferramentas úteis para avaliar as mudanças no comportamento desses elementos nos solos em resposta à aplicação de biossólidos. Os objetivos desse trabalho foram adaptar um método de extração seqüencial adequado para Latossolos tratados com biossólidos; avaliar o efeito do pH e da força iônica na retenção e distribuição de Zn, Cu e Cd nas fases sólidas (solo e biossólido) e em solução; testar os efeitos de condicionadores químicos de solo, na imobilização de metais. A modificação do método de extração seqüencial de metais foi adequado para obter a distribuição de Zn, Cu e Cd em Latossolos e biossólidos. Nas amostras originais de solo, o Zn e o Cu estavam presentes em frações pouco móveis (residual e ligado aos óxidos de Fe), enquanto o Cd foi encontrado ligado, principalmente, às superfícies dos óxidos. Nos biossólidos, os óxidos de Mn e de Fe tiveram papel importante na retenção de metais. A redução do pH da solução ocasionou aumento na quantidade de metais em solução, sobretudo nas formas livres, e na fração trocável nos solos. Esse efeito foi mais acentuado para Zn e Cd, em relação ao Cu. O efeito da força iônica não foi acentuado. Os condicionadores de solos foram eficientes na imobilização de Zn, Cu e Cd, porém a elevação do pH favoreceu a redução na concentração de metais em solução ou ligados à fração prontamente disponível (trocável). Em contrapartida, a quantidade de metais ligados à fração carbonatos/superfície dos óxidos foi aumentada com o uso dos condicionadores. Em geral, o uso do CaCO3 (pH 7) promoveu a menor disponibilização de metais do biossólido para solução. / The production of residues such as biosolids has been increased in urban and industrial societies. Many alternatives of their disposal have been proposed, and the agricultural application as a fertilizer has been more common. However, depending on the heavy metal contents, the biosolids may have a toxic effect in the environment. The metal total concentration in soils is an indicative related to the effects of agricultural application of biosolids, even though, it can not reflect their bioavailability. The determination of the species in solution, as well as the distribution of the metals in the solid phase, using the sequential extraction method, are useful tools for evaluating the changes in the metal behavior in the soils in response to the biosolid application. The objectives of this work were to: (i) develop a method of sequential extraction suitable for Oxisols treated with biosolids; (ii) evaluate the pH and the ionic strenght effect on the retention and distribution of Zn, Cu and Cd in the solid phases (soil and biosolid) and on the solution; to test the efficiency of different amendments in the immobilization of metals. The modified sequential extraction procedure was appropriate to assess Zn, Cu and Cd distribution in Oxisols and biosolids. In the original samples, Zn and Cu were associated with non-mobile fractions (residual and iron oxides), while Cd was found to be related with surface oxides fraction. The Mn and Fe oxide fractions played an important role in the metal retention by biosolids. As pH decreased, an increase in the metal concentrations in solution was observed, mainly as free-ions, and associated with the exchangeable fraction in the soils. The effect was more evident for Zn and Cd, comparing to Cu. The effect of the ionic force was not pronounced. The amendments were efficient in the immobilization of Zn, Cu and Cd. However, the pH elevation decreased the metal concentration either in solution or associated with the fraction readily available (exchangeable). On the other hand, the amount of metals found in the carbonate/surface oxide was increased with the use of amendments. In general, CaCO3 (pH 7) decreased the biosolid dissolution and, consequently, the release of metals to solution.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-25Bitstream added on 2014-06-13T18:48:49Z : No. of bitstreams: 1 capuani_s_me_botfca.pdf: 1339233 bytes, checksum: 89c0619a2ae15cc5cfa3b4f7b8a04f80 (MD5) / A aplicação de resíduos urbanos e industriais na agricultura, como o lodo de esgoto e a escória podem diminuir o consumo de fertilizantes e corretivos da acidez do solo, promovendo adequada nutrição para a mamoneira, além de proporcionar adequada destinação deste resíduo no ambiente. Objetivou-se com o trabalho analisar a influência e as interações entre a aplicação de lodo de esgoto compostado e uma fonte de fósforo solúvel, em combinação com doses de calcário e escória de aciaria no crescimento e produtividade da mamoneira de porte baixo. O experimento foi realizado sob túnel plástico no Departamento de Solos e Recursos Naturais, FCA/UNESP, Botucatu-SP, utilizando vasos plásticos com capacidade de 40 litros. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial 4 x 4 com quatro repetições, constituídos pelas combinações das doses de calcário (C) com as doses de escória de aciaria (S), nas proporções de 100, 66, 33 e 0% e, pelas doses do adubo fosfatado (P) mais o lodo de esgoto compostado (L), nas mesmas proporções. O solo utilizado foi incubado com as combinações de calcário e escória de aciaria por 30 dias e após, foi realizada a semeadura da mamona, com quatro sementes de mamona de porte baixo, das quais, após desbaste, permaneceu uma planta por vaso. Os seguintes parâmetros foram avaliados: análise do solo, altura média das plantas, diâmetro do caule, área foliar, massa de matéria seca da parte aérea e raiz, massa de sementes e frutos, número de frutos, rendimento, teor de óleo e teor de nutriente nas sementes. A combinação do lodo de esgoto compostado com as doses de fósforo proporcionou diferenças no crescimento da planta, bem como incrementos na massa de sementes e frutos, frutos por cacho e teor de óleo, promovendo incremento... / The application of urban and industrial wastes in agriculture, such as sewage sludge and slag can reduce the consumption of mineral fertilizers and lime soil acidity, promoting proper nutrition for castor bean, and provide proper disposal of this waste in the environment. The objective of the work is to analyze the influence and interactions between the application of composted sewage sludge and a source of soluble phosphorus in combination with lime and steel slag on growth and yield of castor bean sized down. The experiment was performed under plastic tunnel in the Department of Land and Natural Resources Area / Soil Science, FCA / UNESP, Botucatu-SP, using plastic pots with a capacity of 40 liters. The experimental design was a randomized block in factorial 4 x 4 replicates, consisting of combinations of limestone with doses of steel slag, the ratios of 100, 66, 33 and 0%, and the doses of phosphate fertilizer plus composted sewage sludge, in the same proportions. The soil was incubated with combinations of limestone and steel slag for 30 days after sowing was made from castor beans, with four castor seed sized low, which, after thinning, remained one per pot. The following parameters were evaluated: soil analysis, plant height, stem diameter, leaf area, dry weight of shoot and root, seed and fruit, fruit number, yield, oil content and content nutrient in seeds. The combination of composted sewage sludge with doses of phosphorus induced differences in plant growth and increases in weight of seeds and fruits, fruits per bunch and oil content, promoting the productivity of castor oil in stature. Moreover, allowing higher levels of soil nutrients and seed, as well as pH, sum of bases, and base saturation. The combinations... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti / Banca: Vera Maria Ferrão Vargas / Banca: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Cesar Koppe Grisolia / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Resumo: O mau gerenciamento das atividades humanas tem provocado graves impactos aos ecossistemas, comprometendo seriamente a qualidade e a manutenção das condições ambientais. Devido a intensa e crescente produção mundial de lodo de esgoto (LE), a disposição final deste resíduo vem sendo considerada um dos principais problemas ambientais. Uma alternativa mais sustentável para a destinação do LE é a sua aplicação na agricultura como recondicionante de solo, uma vez que este contém altas concentrações de matéria orgânica, além de outros nutrientes. Porém, a presença de substâncias tóxicas no LE (metais pesados, hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos) pode inviabilizar este uso, pois existe a possibilidade destes contaminantes serem incorporados aos solos receptores, prejudicando a biota associada, bem como a saúde humana. Além disso, a possível lixiviação de substâncias tóxicas pode comprometer as águas subterrâneas e superficiais próximas da área de disposição do LE. O uso de uma bateria de bioensaios, realizados com organismos que ocupem diferentes níveis tróficos e capazes de avaliar diferentes parâmetros, é indicado para predizer os perigos da introdução de novas substâncias no ambiente. O processo de atenuação natural parece constituir uma metodologia promissora para a diminuição da toxicidade de LE. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a efetividade do processo de atenuação natural monitorada de um LE de origem doméstica, por meio de ensaios ecotoxicológicos, realizados com diferentes sistemas-teste. Foi avaliado neste estudo o potencial tóxico, citotóxico, genotóxico, mutagênico e estrogênico do LE puro e de associações de solo/LE (proporções de 10, 25 e 50% de LE), bem como de seus extratos aquoso e orgânico, após 0, 2, 6 e 12 meses de biorremediação. A avaliação do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Inappropriate management of human activities has been inducing serious damages to the ecosystems, significantly affecting the quality and maintenance of environmental conditions. Due to the intense and increasing world production of sewage sludge (SS), the final disposal of this waste has been considered one of the main environmental problems. A more sustainable alternative to the destination of SS is its application in agriculture as soil reconditioner, since it contains high concentration of organic matter, besides other nutrients. However, the presence of toxic substances in SS (heavy metals, hydrocarbons and other organic compounds) can derail this use because such contaminants can be incorporated into soils receptors, damaging the associated biota, as well as, the human health. Moreover, the possible leaching of toxic substances can contaminate groundwater and surface waters close to the area where SS is disposal. The use of a battery of bioassays, carried out with organisms from different trophic levels and capable of evaluating several endpoints is indicated to predict the hazard of introducing new substances into the environment. The natural attenuation process seems to be a promising tool to decrease the SS toxicity. The present work aimed at evaluate the effectiveness of monitored natural attenuation process of a domestic SS by means of ecotoxicological assays, performed with different test systems. In this study, the toxic, cytotoxic, genotoxic, mutagenic and estrogenic potential of the crude SS and soil/SS associations (proportions of 10, 25 and 50% SS) was assessed, as well as their aqueous and organic extracts, after different periods of bioremediation. Evaluation of the mutagenic potential using Salmonella typhimurium, showed a positive response only for strain TA 100 in the presence of metabolic fraction, for aqueous... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti / Banca: Maria Aparecida Marin Morales / Banca: Tatiana da Silva Souza / Banca: Roberta Cornelio Ferreira Nocelli / Banca: Valdemar Luiz Tornisielo / Resumo: A degradação de solos provocada pelo mau gerenciamento das atividades humanas consiste em uma constante e crescente preocupação. O tratamento adequado e disposição final do grande volume de resíduos urbanos, industriais e agrícolas produzidos diariamente são um grande desafio à comunidade científica. Neste sentido, vem sendo pesquisadas inúmeras alternativas para o aproveitamento e destinação ambientalmente segura de tais resíduos, dentre as quais se destaca a aplicação destes como fertilizantes agrícolas. Tendo isso em vista, o presente trabalho teve por objetivo simular a dose de aplicação em cultura de cana-deaçúcar, de amostras de lodo de esgoto primário, biossólido e vinhaça de cana-de-açúcar, de acordo com a legislação brasileira vigente, e verificar seus potenciais tóxico, citotóxico, genotóxico e mutagênico, tanto das amostras brutas quanto de combinações destas com amostras de solo controle, antes e após o seu bioprocessamento por diplópodos. As amostras foram analisadas antes da exposição à diplópodos, designado por tempo 0 (t0 - momento da mistura) e após o bioprocessamento destas pelos animais (t30 - 30 dias após a exposição aos diplópodos). As análises químicas das amostras demonstraram diferentes concentrações de metais e macro/micronutrientes, evidenciando o bioprocessamento destes resíduos pelos animais. Para avaliar a toxicidade das diferentes combinações dos resíduos foram avaliadas a taxa de mortalidade e o comportamento dos indivíduos, e realizadas análises histológicas, histoquímicas e ultra-estruturais do intestino médio dos diplópodos, após 7, 30 e 90 dias de exposição. Os resultados obtidos nas avaliações histológica, histoquímica e ultra-estrutural, evidenciaram a toxicidade dos resíduos, observada por diferentes alterações como aumento nas taxas de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The soil degradation caused by poor management of the human activities comprises a constant and growing concern. The proper treatment and final disposal of large volumes of industrial and agricultural wastes daily-produced are a big challenge to the scientific community. In this sense, several alternatives for the environmentally safe use and disposal of such waste have been studied, among which stands out the application as an agricultural fertilizer. Keeping this in view, the present study aimed to simulate the primary sewage sludge, biosolid and sugar-cane vinasse application rate in sugar-cane culture, according to the Brazilian legislation and checking their toxic, cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential of both crude samples and combinations thereof with control soil samples, before and after its bioprocessing by diplopods. The samples were analyzed before exposure to diplopods, designated as time 0 (t0 - time of mixture) and after being bioprocessed by these animals (t30 - 30 days after diplopod‟s exposure). The samples chemical analysis showed different concentrations of metals and macro/micronutrients, making evident the residues bioprocessing. Diplopods‟ behavior and mortality rate were evaluated to assess the toxicity of different residues combinations, as well as the histology, histochemistry and ultra-estructure of diplopods midgut after 7, 30 and 90 days of exposure. The results obtained in the histological, histochemical and ultra-estructural evaluations demonstrated the waste toxicity. It was observed through several changes, like increased epithelial renewal rates, thickening of the brush border, accumulation of cytoplasmic granules in the hepatic cells and hemocytes grouping among hepatic cells, indicating severe inflammation, seeing that they were still observed the presence hepatic... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor