A presente pesquisa avaliou duas alternativas para a remoção de fósforo em esgoto sanitário: uso de filtros percoladores com adição de material com potencial de ligação de fósforo e uso de banhados construídos com macrófitas com potencial assimilação de fósforo. Estas tecnologias são apropriadas para pequenas comunidades ou residências unifamiliares e também podem ser utilizadas como etapa no tratamento dos esgotos. Estes sistemas apresentam remoção satisfatória de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contudo apresentam diminuta eficiência de remoção de fósforo e nitrato. Na presente pesquisa foram estudadas duas técnicas para aumentar a remoção de fósforo: utilização de materiais com potencial de remoção de fósforo nos filtros percoladores, e plantas com alta capacidade de assimilação de fósforo nos banhados construídos. Os materiais adicionados aos leitos percoladores com potencial de remoção de fósforo foram: Cavaco de Usinagem e Escória de Aciaria Elétrica. As frações de materiais adicionados foram: 10%, 20% e 40% em peso em relação ao material suporte. As plantas utilizadas foram a Luziola peruviana, a qual apresenta em sua constituição alta concentração de fósforo e a Typha latifolia, já amplamente utilizada em banhados construídos. Os materiais utilizados como meios suportes foram brita e areia. A adição de materiais com potencial remoção de fósforo auxiliou na remoção do nutriente, a qual foi mais significativa nos leitos contendo Cavaco de Usinagem. Não foi observada diferença de remoção de fósforo para as diferentes frações dos materiais testados para o período de estudo. A utilização da planta Luziola peruviana contribuiu no máximo com 2,11% da remoção de fósforo total, contudo foi observada importante função do sistema radicular no tempo de percolação, contribuindo para maior tempo de contato do efluente com material suporte, especialmente para o caso da brita. O uso de areia de granulometria grossa possibilitou eficiência de remoção de fósforo superior a 85%, entretanto, a massa de fósforo retida por unidade de área no sistema utilizando brita 0 apresentou valores duas vezes superiores aos obtidos para os leitos preenchidos com areia. / This research evaluated two alternatives to phosphorus removal from domestic wastewater: use of intermittent sand filters with materials addition with potential phosphorus binding and use of constructed wetlands with macrophytes potential phosphorus assimilation. These present themselves as technologies suitable for small communities or single family houses and can be used as a intermediate or final stage of wastewater treatment. The systems based on intermittent feed get satisfactory removal of organic matter and ammonia-N, but they have reduced efficiency of phosphorus and nitrate removal. The aim of present study was to evaluate two techniques for phosphorus removal: use of materials with potential removal of phosphorus, in the intermittent sand filters, and plants with capacity for assimilation of phosphorus metabolism, in the vertical flow constructed wetlands. The materials added to the sand filters with the potential removal of phosphorus were the Machine Bit and Electric Arc Furnace Slag. The fractions of materials added were: 10%, 20% and 40% related to material support weight. The plants tested were Luziola peruviana, which has in its constitution a high concentration of phosphorus and Typha latifolia, widely used in constructed wetlands. The support materials tested were gravel and sand. The use of materials with potential removal of phosphorus aid in the removal of phosphorus, which is more significant in the beds with Machine Bit. Difference of phosphorus removal was not observed for the different fractions of the materials tested for the study period. The use of the plant Luziola peruviana contributed at the most with 2,11% of removal of total phosphorus, however important role of the root system was observed in the percolation time, contributing to larger time of contact of wastewater with support materials, especially for use of coarse material, as it the coarse gravel. The use of coarse sand allowed removal efficiency of phosphorus higher than 85%, however, the mass of phosphorus retained per unit area in the system using gravel present values twice higher than obtained to the beds filled with sand.

A planície costeira do Rio Grande do Sul apresenta vários lagos subtropicais rasos com origem semelhante e uma grande amplitude de tamanho, distância e conectividade entre lagos, e desta maneira é aqui considerada como apropriada ao endereçamento de questões tais como diversidade e metabolismo do bacterioplâncton, um tópico atual de pesquisa. Em uma primeira abordagem, nós acessamos a diversidade bacteriana usando a técnica de Hibridização in situ Fluorescente (FISH) em um sub-conjunto destes lagos e inesperados padrões biogeográficos foram encontrados, a despeito da baixa resolução taxonômica empregada por esta técnica. Uma vez que os resultados do FISH têm sido relacionados também ao estado fisiológico das células, além de diversidade, nós procuramos por uma explicação alternativa para situações metabólicas bacterianas associadas aos fatores testados. Os resultados mostraram que as macrófitas exercem um efeito negativo sobre o fitoplâncton através de mecanismos antagonistas e que este último, por sua vez, afeta as bactérias, além de um possível efeito direto sobre o fitoplâncton e o bacterioplâncton pela liberação de compostos alelopáticos e substâncias húmicas. A competição entre o fitoplâncton e as bactérias sob condições de alta densidade algal pode igualmente criar condições inadequadas para o metabolismo bacteriano. Estes resultados indicam que fatores locais podem ter um efeito importante sobre a distribuição de estados metabólicos do bacterioplâncton. Em uma segunda abordagem, nós examinamos em detalhe a transição a partir da zona litoral dominada por macrófitas até a zona pelágica dominada pelo fitoplâncton, acompanhando as respostas contínuas do bacterioplâncton à mudança de dominância de produtor primário, uma vez que os resultados da primeira abordagem demonstraram que importantes respostas das bactérias estão associadas a estes dois habitats putativos. Os resultados também indicaram um padrão de inibição na presença de macrófitas aquáticas, potencializado pelas altas cargas de substâncias húmicas dos massivos banhados circundantes. O bacterioplâncton aumentou em densidade, biovolume e biomassa em direção às zonas pelágicas, mas a Eficiência de Crescimento Bacteriana indicou que as bactérias possivelmente tenham melhor performance metabólica em locais de dominância bem definida. Mudanças na estrutura da comunidade incluindo zooplâncton, fitoplâncton e bacterioplâncton foram encontradas, confirmando constatações prévias sobre o papel estruturador das macrófitas em lagos rasos, com a comprovação adicional de que este papel aplica-se também às bactérias. / The coastal plain of Rio Grande do Sul state presents several subtropical shallow lakes with similar origin and a wide range of size, distance and connectivity between lakes, and therefore is considered as suitable to address questions such as bacterial diversity and metabolism, a current research subject. In a first approach we assessed bacterial diversity using the technique of Fluorescent in situ Hybridization (FISH) in a sub-set of these lakes and unexpected biogeographic patterns arised, despite the low resolution employed by this technique. Since FISH results might be linked also to physiological status of cells, rather than diversity itself, we looked for an alternative explanation for bacterial metabolic situations associated with the drivers tested. Our results showed that macrophytes exert a negative effect on phytoplankton through antagonistic mechanisms and the latter, at its turn, affects bacteria, besides a possible direct effect on phyto- and bacterioplankton by release of allelopathic compounds and humic substances. Competiton between phytoplankton and bacteria in high algal density areas can create also inadequate conditions for bacterial metabolism. These results indicate that local factors can have an important effect on bacterioplankton metabolic status distribution. In a second approach we examined in detail the transition between a macrophyte dominated littoral zone to a phytoplankton dominated pelagic zone, following the continuous responses of bacterioplankton to the shift of primary producer dominance, since our previous results from the first approach showed that important responses of bacteria are associated to this two putative habitats. Overall data showed also a pattern of inhibition in the presence of aquatic macrophytes, potentialized by high loads of humic substances from surrounding massive wetlands. Bacterioplankton increased in density, biovolume and biomass towards pelagic zones, but Bacterial Growth Efficiency indicated that bacteria might perform better in well defined dominance sites. Changes in community structure of zooplankton, phytoplankton and bacterioplanton was found, confirming previous statements about the structuring role of macrophytes in shallow lakes, with the additional comprovation that this role applies also for bacteria.

Dissertação (mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Ambientes Aquáticos Continentais, Instituto de Ciências Biológicas, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2014-01-13T17:21:35Z No. of bitstreams: 1 0000010065.pdf: 2640072 bytes, checksum: 684c38e9d51f045a0f7b69cc99781e58 (MD5) / Approved for entry into archive by cristiane soares (krikasoares@live.com) on 2014-02-23T02:02:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 0000010065.pdf: 2640072 bytes, checksum: 684c38e9d51f045a0f7b69cc99781e58 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-23T02:02:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 0000010065.pdf: 2640072 bytes, checksum: 684c38e9d51f045a0f7b69cc99781e58 (MD5) Previous issue date: 2012 / Esta dissertação teve como objetivo descrever a composição e estrutura da assembleia de Chironomidae durante um período de 10 anos e sua resposta frente a mudança de estados alternativos em um lago raso. Buscou-se também verificar se a estrutura das plantas aquáticas tem influência sobre esta assembleia em quatro diferentes lagos. Para verificar a semelhança quanto à composição dos gêneros entre os anos foi realizada similaridade de Jaccard e Nonmetric Multidimensional Scaling (NMDS, distância de Bray Curtis) para verificar a similaridade entre os anos com base nas abundâncias dos gêneros. A contribuição das variáveis ambientais para a distribuição dos gêneros de Chironomidae ao longo dos anos foi avaliada através da Análise de Correspondência Canônica (CCA). No estudo que analisou a influência da complexidade das plantas e características ambientais entre quatro lagos foi realizado a similaridade de Jaccard para verificar a semelhança quanto à composição dos gêneros entre os lagos e a composição em relação as plantas, MANOVA para testar se existe diferença entre os lagos e entre as plantas em relação às abundâncias médias dos gêneros, MANOVA entre os lagos em função dos grupos tróficos funcionais (GTFs) e entre as plantas em função dos GTFs. Os resultados do estudo a longo prazo no lago eutrófico demonstraram mudanças na riqueza, densidade e estrutura trófica de Chironomidae, com as alterações na qualidade de água e estrutura do ecossistema, confirmando nossa hipótese de que esta assembleia pode ser utilizada como indicadora nos estados alternativos e estado trófico em lagos rasos subtropicais. Os resultados indicam que as mudanças de estados alternativos podem corresponder a distúrbios de moderada intensidade no ecossistema. A assembleia de Chironomidae respondeu com maior riqueza e diversidade nos períodos de transição, sugerindo que este grupo responde a hipótese do distúrbio intermediário. Os resultados referentes ao estudo sobre a complexidade de plantas indicam que a complexidade da estrutura das plantas aquáticas em ambientes lênticos subtropicais rasos, influencia na composição dos gêneros de Chironomidae. Embora não tenhamos encontrado diferença significativa entre os lagos em relação a abundância desses gêneros, com a categorização em grupos funcionais obtivemos uma resposta desses organismos em relação as características ambientais de cada lago. / This study aims to describe the composition and structure of the assembly of chironomids for a period of 10 years and its response to change of alternative states in a shallow eutrophic lake. It also sought to verify that the structure of aquatic plants has an influence on this assembly in four different lakes. To check the similarity in the composition of the genera was performed between the years Jaccard similarity and Nonmetric Multidimensional Scaling (NMDS, Bray Curtis distance) to verify the similarity between the years based on the abundances of the genera. The contribution of environmental variables for the distribution of Chironomidae genera over the years was evaluated by Canonical Correspondence Analysis (CCA). In the study examined the influence of the complexity of plants and environmental characteristics of four lakes was conducted Jaccard similarity to verify the similarity in the composition of the genera among the lakes and composition in relation to plants, MANOVA to see if there are differences between the lakes and among plants in relation to the average abundances of the genera, MANOVA between lakes depending on the functional trophic groups (GTFs) and among plants depending on the GTFs. The results of longterm study in eutrophic lake showed changes in density, richness and trophic structure of Chironomidae with changes in water quality and ecosystem structure confirming our hypothesis that this assembly can be used as an indicator in the alternative states and trophic state in subtropical shallow lakes. The results indicate that changes in alternative states may correspond to moderate disturbances in the ecosystem. The assembly of chironomids responded with greater richness and diversity in transition periods, suggesting that this group responds to the intermediate disturbance hypothesis. The results for the study of the complexity of plants indicate that the complexity of the structure of aquatic plants in lentic shallow subtropical influences the composition of the genera of Chironomidae. Although we found no significant difference between the lakes relative abundance of these genera, as categorized into functional groups obtained a response of these organisms in relation to environmental characteristics of each lake.

This study proposed to assess how the structureis abiotic community in atemporary aquatic ecosystem of bioma Caatinga. Two species of aquatic macrophytes present in three temporary reservoirs Hydrocleys parviflora Seub. (Alismataceae) and Egeria densa (Hydrocharitaceae) from three lagoon are located in the zone of damping, outside of protected Unit Conservation Natural Monument Grota do Angico, Sergipe-Brazil. The macrophytes and associated macroinvertebrates were sampled in Surber 0.25 mm for a period of four months, from June to September 2011, during which the lakes were full. Samples of macrophytes were repeated at intervals of fifteen days, as well as variables measured were physical - chemical: pH, DO, water temperature, salinity, volume, transparency, concentration of phosphate and nitrate from water by the multiparameter instrument mod. Hanna HI. The macrophytes and macroinvertebrates were preserved in alcohol 70%. After analysis of macroinvertebrates and identified at taxonomic family. It was determined the weight per capita biomass of aquatic macrophytes. The abiotics variable had presented significant differences between the lagoons, how much to the space distribution of the macrophytes, it observed a relation of codominnace in a lagoon and dominance of H. parviflora in others two. The average biomass of dominant H. parviflora was estimated: 64,84±30,52 g.m-² and E. densa was 79,25±30,27 g.m-² (n = 36 and 18) respectively, however statistically had not significance variation between lagoons. The macroinvertebrates (4668 individuals) are distributed in 31 families belonging to four classes: Insecta> Hirundinidae> Gastropoda> Aracnidae. The class Insecta showed the highest abundance (45.40%) followed by the Hirundinidae (40.70%) of individuals sampled. The application of canonical correlation analysis found no significant relationships between the abiotic factors and the presence of most families of macroinvertebrates. The lagoons presented high levels of nutrients which indicate a process of eutrophication, but the presence of aquatic macrophytes, common in natural and artificial lakes in the semiarid, suggests that its functional role has attenuated this process. We did not find any relationship between macroinvertebrate diversity and different species of macrophytes present. The macrophytes, however, influenced the homogeneity of communities, softening the variations both in time scale as a function of more dramatic changes in the physical environment. The lakes with higher macroinvertebrates richness were more stable than the one that occurrence only one species. These ponds are the predominance of pollution tolerant species, and a large proportion of predators, especially the latter, a response to the large supply of prey. / Considerando a necessidade de ampliar o conhecimento sobre a biodiversidade da Caatinga, especialmente acerca de suas comunidades aquáticas, este estudo tem por objetivo avaliar a composição de macroinvertebrados associados a macrófitas aquáticas em lagoas intermitentes no semi-árido sergipano, bem como avaliar a composição e possíveis relações entre estas duas comunidades. As macrófitas encontradas neste trabalho foram Hydrocleys parviflora Seub. (Alismataceae) e Egeria densa (Hydrocharitaceae), localizadas em 3 lagoas na zona de amortecimento da Unidade de Conservação Monumento Natural Grota do Angico, entre os municípios de Poço Redondo e Canindé de São Francisco. As coletas foram realizadas no período de junho a setembro de 2011. Neste período foram feitas as medições dos variáveis abióticas: O.D., pH, temperatura da água, salinidade, volume da lagoa, transparência, fosfato e nitrato. Foram Coletados Macroinvertebrados com amostrador tipo surber, de malha com 0,25 mm, identificados até o nível taxonômico de família. As variáveis abióticas apresentaram diferenças significativas entre as lagoas. Quanto à distribuição das macrófitas, observou-se uma relação de codominância em uma das lagoas, enquanto nas outras duas H. parviflora foi a espécie dominante. A biomassa seca média estimada da H. parviflora foi 64,84 ± 30,52 g m-² (n = 36), enquanto a E. densa, apresentou biomassa seca estimada 79,25 ± 30,27 g m-² (n = 18) sem variações significativas entre as lagoas. Os macroinvertebrados (4668 indivíduos) estão distribuídos em 31 famílias pertencentes a quatro classes: Gastropoda, Hirundinidae, Aracnidae e Insecta. A classe Insecta apresentou maior abundância (45,40%) seguida dos Hirundinidae (40,70%) dos indivíduos amostrados. A aplicação de Analise de Correlações Canônicas não encontrou relações significativas entre as características abióticas e a presença da maioria das famílias de macroinvertebrados. As lagoas apresentaram elevados teores de nutrientes o que indica um processo de eutrofização, porém a presença das macrófitas aquáticas, comum nos lagos naturais e artificiais no semiárido, sugere que seu papel funcional tem atenuado este processo. Não foram encontradas quaisquer relações entre a diversidade de macroinvertebrados e as diferentes espécies de macrófitas presentes. As macrófitas, contudo, influenciaram a homogeneidade das comunidades, amenizando as variações tanto em escala temporal, como em função de mudanças mais drásticas no ambiente físico. As lagoas com maior riqueza de macrófitas se mostraram mais estáveis que aquela em que ocorreu apenas uma espécie. Nestas lagoas ocorre o predomínio de espécies tolerantes à poluição, e uma grande proporção de predadores, principalmente, este último, uma resposta à grande oferta de presas.

Orientadora: Profª. Drª. Lúcia Helena Gomes Coelho / Coorientadora. Profª. Drª. Roseli Frederigi Benassi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2018. / De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), a água potável segura e o saneamento adequado são fundamentais para a redução da pobreza e para o desenvolvimento sustentável. Entretanto, o aumento da poluição ambiental, o uso excessivo da água sem gerenciamento e a aceleração da eutrofização de corpos hídricos ao longo dos anos tem contribuído para maiores danos à saúde humana e para o desequilíbrio ecossistêmico. Pensando nesse cenário, faz-se necessário desenvolver soluções eficazes e econômicas para o tratamento de efluentes. No presente estudo, foi avaliado um sistema piloto de alagado construído (SAC) com plantas emergentes (Eleocharis sp.) para o pós-tratamento de esgoto sanitário proveniente de uma estação de tratamento de esgoto no município de Arujá - SP. O sistema foi monitorado em duas etapas, sendo a primeira para avaliar o sistema plantado frente ao sistema controle (não plantado) e a segunda, para avaliar o desempenho dos SACs plantados em tempos de detenção hidráulica (TDHs) diferentes, de 2, 4 e 6 dias. Objetivou-se, principalmente, avaliar a eficiência de remoção de nutrientes (N e P), sob elevada condição de oxigenação, em diferentes TDHs e também frente ao SAC controle. O SAC plantado, em geral, obteve remoções superiores em relação ao SAC controle, evidenciando a influência positiva das plantas no sistema. Em relação à etapa II, o SAC operado com TDH = 6 dias foi o que obteve os melhores resultados, com remoções médias de 36,1 % de nitrogênio total, 59,6 % de cor aparente, 62,9 % de turbidez e 78,4 % de Carbono Orgânico Total (COT). Não foi observada influência significativa do TDH na remoção de fósforo total, embora o SAC com maior TDH tenha atingido mais de 74,0 % de remoção em determinado momento. Destaca-se ainda que os níveis de oxigênio dissolvido não foram limitantes para o processo de nitrificação nos SACs, no entanto, podem ter interferido na desnitrificação dos mesmos. Conclui-se, portanto, que o tratamento terciário de efluentes por sistema de alagado construído é viável para remoção de nutrientes, embora parâmetros como oxigênio dissolvido, TDH, manejo das macrófitas e manutenção do substrato devam ser otimizados para melhor desempenho do sistema. / According to the World Health Organization (WHO), safe drinking water and adequate sanitation are the key to poverty reduction and sustainable development. However, the increase of the pollution, extensive use of water without previous planning, and the accelerated eutrophication of water bodies over the years have contributed to further damage to human health and ecosystem imbalance. In this context, it is essential the development and implementation of wastewater treatment systems. In the present study, constructed wetland system (CWS) with emergent plants (Eleocharis sp.) was evaluated for post-treatment of effluent from a wastewater treatment plant in the city of Arujá - SP. The system was monitored in two stages, the first was to evaluate between the system planted and not planted (control system ) and the second phase was made to evaluate the performance of the CWS at different hydraulic retention times (HRT) of 2, 4 and 6 days. The main objective was to evaluate the efficiency of nutrient removal (N and P) under high oxygenation condition in different HRT and also in relation to the control CWS. The planted CWS, in general, obtained superior removals in relation to the control CWS, evidencing the positive influence of the plants in the system. In relation to stage II, the CWS operated with HRT = 6 days was the one that obtained the best results, with mean removals of 36.1 % of total nitrogen, 59.6 % of apparent color, 62.9 % of turbidity and 78.4 % Total Organic Carbon (TOC). No significant influence of HRT was observed in the removal of total phosphorus, although the CWS with greater HRT reached more than 74.0 % of removal at any given moment. It is also worth noting that dissolved oxygen levels were not limiting for the nitrification process in the CWS, however, they may have interfered in the denitrification of the system. It is concluded, therefore, that tertiary effluent treatment by constructed wetland system is feasible for nutrient removal, although parameters such as dissolved oxygen, HRT, macrophyte management and substrate maintenance should be optimized for better system performance.

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.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sandra.pdf: 1382678 bytes, checksum: 9fdac74197bce7873c6927728a23b1d8 (MD5) Previous issue date: 2012-07-17 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / After the proven power of evil mercury (Hg) to human health, studies have focused on identifying the sources and pathways describe biogeochemical circulation in the environment. In Brazil, the use of Hg during the amalgamation of gold was considered the main source of contamination; however, today the contribution due to the deforestation and burning of forests has become relevant. In the Amazon, the dynamics of Hg in rivers (Negro, Madeira, Acre and Tapajós) is well known, but not in the floodplain, environments recognized as Hg methylation places and socioeconomic importance. To extend this knowledge we analyzed Hg levels in the biotic and abiotic components of Grate Lake Manacapuru (AM), the bioconcentration factor, the biomagnification potential to fish community, and bioaccumulation for commercial fish species were calculated. The Hg levels between 75.89 to 283.99 ng.g-1, being significantly higher in the flood and the podzolic soils. 64.3% of Hg levels measured in sediments were within the range of observed values to not contaminated Amazonian rivers (<200 ng.g-1), and 35.7% for highly anthropogenic rivers. The Hg levels water samples ranged from 1.7 to 15.2 ng.l-1. Emergent aquatic macrophytes and its fine particulate matter and periphyton presented high total Hg levels. Macroinvertebrate omnivores/detritivores and piscivorous fish associated with aquatic macrophytes recorded the highest Hg levels (226.4 ng.g-1 and 866.3 ng.g-1 respectively). There biomagnification in fish, the average Hg levels ranged from 45.89 to 527.82 ng.g-1, depending on the trophic category. The biomagnification factors were 0.27 for first order consumers, 0.33 for second order and 0.47 in thirth order. There were significant differences in the bioconcentration and total Hg level between the categories of third trophic level and the others. Plagioscion squamosissimus and Calophysus macropterus presentes Hg levels above those permitted by law (500 ng.g-1), and other six species also present risks to human health. The trophic structure of the community defined by the potential biomagnifications (b=0.15 ng.g-1) were 13 trophic categories, and five trophic levels. There were significant differences in total Hg levels of in relation to the trophic level of omnivores, detritivores, herbivores/frugivores, carnivores/ piscivores and carnivores/insectivores, and overlap in Hg levels of various categories, apparently resulting from the trophic plasticity of organisms and ontogenetic factors. In conclusion, the use of soil facilitates the release of Hg, which is carried by leaching into the aquatic environment where it is retained in the sediment. Sediment resuspension and homogenization of the water, facilitates the distribution and methylation of Hg in the lake, increasing the bioavailability to biota and their transfer into the food chain. The aquatic macrophytes and the periphyton community contribute to methylation, distribution and transfer of Hg in food chains. The processes of bioaccumulation in species are linked primarily to diet, but population factors such as age, growth, and fat levels should contribute to the different bioaccumulation factors observed. / Após de o comprovado poder maléfico do mercúrio (Hg) para a saúde humana, estudos focaram em identificar as fontes e em descrever vias biogeoquímicas de circulação no ambiente. No Brasil, o uso do Hg na amalgamação de ouro foi considerado a principal fonte de contaminação, mas o aporte por desmatamento e queima de florestas é relevante. Na Amazônia, a dinâmica do Hg em rios (Negro, Madeira, Acre e Tapajós) é bem conhecida, mas na várzea não, embora se trate de um ambiente de metilação de Hg e de importância socioeconômica. Para ampliar esse conhecimento analisaram-se teores de Hg em componentes abióticos e bióticos no Lago Grande de Manacapuru (AM), calculou-se fator de bioconcentração, potencial de biomagnificação para a comunidade de peixes relacionando teores de Hg com isótopos estáveis de δN15, e bioacumulação. Teores de Hg em solo variaram de 75,8 a 283,9 ng.g-1 sendo maiores durante a enchente e nos solos podzólicos. 64,3% dos teores de Hg em sedimentos estiveram entre valores citados de rios Amazônicos não contaminados (<200 ng.g-1), e 35,7% em rios altamente antropizados. Teores de Hg na água variaram de 1,7 a 15,2 ng.l-1. Macrófitas aquáticas emergentes e seu material particulado fino e perifiton tiveram altos teores Hg total. Macroinvertebrados onívoros/detritívoros e peixes piscívoros associados às macrófitas aquáticas registraram os maiores teores (226,4 ng.g-1, e 866,3 ng.g-1 respectivamente). Houve biomagnificação em peixes, com teores de Hg total médio variando de 45,8 a 527,8 ng.g-1, em função à categoria trófica. A biomagnificação em consumidores primários foi 0,27, em secundários 0,33 e 0,47 em terciários. Houve diferença significativa na bioconcentração e no teor de Hg entre as categorias tróficas do 3º nível trófico e as demais. Plagioscion squamosissimus e Calophysus macropterus apresentaram teores de Hg acima do permitido (500 ng.g-1), e seis outras espécies apresentam riscos para a saúde humana. A estrutura trófica da comunidade íctica definida pelo potencial de biomagnificação (b=0,15 ng.g-1) foi: 13 categorias tróficas e 5 níveis tróficos. Houve diferença significativa nos teores de Hg de onívoros, detritívoros, herbívoros/frugívoros, carnívoros/piscívoros e carnívoros/ insetívoros, de níveis tróficos diferentes, e sobreposição nos teores de Hg de várias categorias tróficas, aparentemente resultante da plasticidade trófica dos organismos e de fatores ontogênicos. Em conclusão, o uso do solo facilita a liberação do Hg, que é transportado pela lixiviação até o ambiente aquático, onde é retido no sedimento. Ressuspensão dos sedimentos e homogeneização da massa de água facilitam a distribuição e metilação do Hg no lago, aumentando sua biodisponibilidade para a biota e transferência na cadeia trófica. Bancos de macrófitas aquáticas e a comunidade perifítica contribuem com a metilação, distribuição e transferência do Hg nas cadeias alimentares. Bioacumulação nas espécies está atrelada principalmente ao regime alimentar, mas idade, crescimento, e teor de gordura contribuem.

Orientador: Maria de Lourdes Bueno Trindade Galo / Resumo: O represamento de rios para a produção de energia elétrica usualmente provoca atividades antrópicas que impactam um ecossistema aquático fortemente. Uma das consequências de se instalar pequenos reservatórios em regiões sujeitas à intensos processos de urbanização e industrialização é a abundância de macrófitas, resultante do despejo de nutrientes em grandes concentrações no ecossistema aquático. Recentemente, o grande volume de images multitemporais de sensoriamento remoto disponíveis em bancos de dados gratuitos, bem como a alta performance computacional que permite a mineração de grandes volumes de dados, fazem com que o monitoramento de fenômenos ambientais seja um objeto de estudo recorrente. O propósito desse estudo é desenvolver uma metodologia baseada na integração de dados heterogêneos, fornecidos por séries temporais de coleções de imagens multiespectrais e multitemporais Landsat e coleções de dados climáticos históricos, para investigar a evolução e comportamento espacial de macrófitas aquáticas em lagos e reservatórios eutrofizados. A extensa coleção temporal de imagens de superfície de reflectância Landsat disponível e também dados de variáveis ambientais permitiram a construção e análise de séries temporais para investigar a recorrente abundância de macrófitas no reservatório de Salto Grande, localizado na região metropolitana de Campinas, São Paulo, Brasil. Inicialmente, foi encontrado que as imagens Landsat possuem a qualidade radiométrica necessária para se r... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: River damming for electric power production usually triggers anthropic activities that strongly impact on aquatic ecosystem. One of the consequences of installing small reservoirs in regions subject to an intense process of urbanization and industrialization is the overabundance of macrophytes, resulting from the input of nutrients in high concentration into the aquatic ecosystem. Currently, the large volume of multitemporal remote sensing images available in open data sources, as well as the high computational performance that allow the mining of large volumes of data has made the monitoring of environmental phenomena a recurrent object of analysis. The aim of this study is to develop a methodology based on the integration of heterogeneous data, provided by time series of multispectral and multitemporal Landsat images and collections of historical climatic data, to investigate the evolution and spatial behavior of aquatic macrophytes in lakes and eutrophic reservoirs. So, the extensive temporal collection of the Landsat surface reflectance images made available as well as environmental variables data permitted the construction and analysis of time series to investigate the recurrent over-abundance of macrophytes in Salto Grande reservoir, located in the metropolitan region of Campinas, São Paulo, Brazil. Initially, it was found that the the Landsat images have the necessary radiometric quality to perform the time series analyses, through an assessment based on information ab... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafaela da Silva Limons.pdf: 1188810 bytes, checksum: 3222e9bb51995ce2bffdbb6505a56d20 (MD5) Previous issue date: 2008-02-11 / The industries of cassava processing are considered great polluting, therefore they generate highly pollutant a wastewater, the manipueira, with high concentration of organic substance. The method of treatment used in these industries is basically the system of stabilization. However, in function of the raised organic load, normally the effluent end if does not present in adequately favorable conditions for the ousting in hydrias resources, being essential a complementary treatment, so that the wastewater is adjusted to the current law. Thus, this work had for objective to study the removal of organic substance, nutrients and metals weighed, by means of a batelada system, for the dry biomass of the macrófita Salvinia sp. In this direction, with intention to investigate the factors that influence the capacity of removal of these contaminantes and to understand the mechanisms of this process, it was used as technique of factorial planning rotational central delineation composed - DCCR, verifying the influence of three independent 0 variable: pH initial, initial concentration of biomass - C and agitation -. The gotten results had shown that the best operational conditions had in accordance with varied the studied pollutant, thus best pH were: 5,8 for the match - P and zinc - Zn and 8,2 for the chemical demand of oxygen - DQO, nitrogen - N and have covered - Cu; the best concentration of biomass of 0,0013 g/mL for the DQO, the N, P and Zn and 0,0053 g/mL for the Cu and the 30 agitation of rpm for DQO and N and 120 rpm for the P, Zn and Cu. For the Compact disc removal of 100% in practically all was gotten the assays, in virtue of low the initial concentration of this metal. The gotten results had allowed to conclude respectively that in the best operational conditions the dry biomass of the Salvinia sp. influenced positively in process, reaching 97.91% of removal of DQO, 99.96% of P and 99.67% of N, with initial concentration of 20.480, 121,6 and 350 mg/L. Moreover, the results had shown to the promising character of the Salvinia sp. as biossorvente, being capable to adsorver up to 76,70% of íons of Zn, 99.79% of Cu and 100% of íons Compact disc, in industrias liquid residues contend small metal concentration heavy. The assays with the isotherms of adsorção of Zn and Cu had indicated that the capacity of biossorção of copper and 0,50 zinc had been approximately of 0,70 and meq/g in pH 5,0, being that the best adjustment occurred with the Isotherm of Sips. / As indústrias de processamento de mandioca são consideradas grandes poluidoras, pois geram um resíduo líquido altamente poluente, a manipueira, com alta concentração de matéria orgânica. O método de tratamento empregado nestas indústrias é basicamente o sistema de lagoas. Entretanto, em função da elevada carga orgânica, normalmente o efluente final não se apresenta em condições adequadamente favoráveis para o despejo em recursos hídricos, sendo essencial um tratamento complementar, para que o resíduo líquido esteja adequado à legislação vigente. Assim, este trabalho teve por objetivo estudar a remoção de matéria orgânica, nutrientes e metais pesados, por meio de um sistema batelada, pela biomassa seca da macrófita Salvinia sp. Neste sentido, com o intuito de investigar os fatores que influenciam a capacidade de remoção destes contaminantes e para se compreender os mecanismos deste processo, utilizou-se como técnica de planejamento fatorial o delineamento composto central rotacional - DCCR, verificando a influência de três variáveis independentes: pH inicial, concentração inicial de biomassa - C e agitação - A. Os resultados obtidos mostraram que as melhores condições operacionais variaram de acordo com o poluente estudado, assim o melhor pH foi: 5,8 para o fósforo - P e zinco - Zn e 8,2 para a demanda química de oxigênio - DQO, nitrogênio - N e cobre -Cu; a melhor concentração de biomassa de 0,0013 g/mL para a DQO, o N, P e Zn e 0,0053 g/mL para o Cu e a agitação de 30 rpm para a DQO e N e 120 rpm para o P, Zn e Cu. Para o Cd obteve-se remoção de 100% em praticamente todos os ensaios, em virtude da baixa concentração inicial deste metal. Os resultados obtidos permitiram concluir que nas melhores condições operacionais a biomassa seca da Salvinia sp. influenciou positivamente no processo, alcançando 97,91% de remoção de DQO, 99,96% de P e 99,67% de N, com concentração inicial de 20.480, 121,6 e 350 mg/L, respectivamente. Além disso, os resultados mostraram o caráter promissor da Salvinia sp. como biossorvente, sendo capaz de adsorver até 76,70% de íons de Zn, 99,79% de Cu e 100% de íons Cd, em resíduos líquidos industrias contendo pequena concentração de metais pesados. Os ensaios com as isotermas de adsorção de Zn e Cu indicaram que a capacidade de biossorção do cobre e zinco foram aproximadamente de 0,70 e 0,50 meq/g em pH 5,0, sendo que o melhor ajuste ocorreu com a Isoterma de Sips.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work evaluated, throught techniques of Remote Sensing and geoprocessing, the influence of hydrological conditions in the dynamics of emergent aquatic macrophytes in Taim Wetland (TW), important wet area in Rio Grande do Sul. The TW covers about 53% of the entire area of Taim s Ecological Station, a Federal Protected Area, which has its uses shared, mainly between biodiversity protection and irrigation. The irrigation is an important economical activity for the region, however, it changes the hydrological regime of TW, a fundamental feature for the maintenance of local biodiversity. Thus, the understanding of how the hydrological regime impacts TW s biodiversity is an important tool for the management of water resources in the region. In this context, three species of emergent aquatic macrophytes (EAM), Z.bonariensis, S. californicus and S. giganteus, were selected, both considered as biological indicators of TW. In order to evaluate how the water levels impact the three EAM, some analyses on the relationship among the hydrological condition, maps of vegetation occurrence, index for normalized difference (IND) and index of habitat suitability (IHS) were carried out. For the identification of the occurrence areas and determination of IND of EAM, Landsat images from TM and ETM sensors were used, comprising the period between 1984 and 2003, while the IHS and the hydrological regime were obtained from previous studies (Tassi, 2008; Xavier, 2015). The employed methodology showed that the EAM Z.bonariensis and S. californicus are more sensitive to larger water levels (representatives of flood conditions); in this situation, reductions in the occurrence areas of these species were indentified. For smaller water levels (drought conditions), there was an increasing in the occurrence areas of the three species. The IND showed an effective index for the understanding of EAM s response to the hydrological conditions, although in many cases there was so much difficulty in the differentiation of vegetation and water. Generally, good coefficients of determination were found between the IND and the average IHS of three months (month of image + two months previous to the image date), and between the IND and the hydrological condition (water level) of two months previous to the image date. These results are the evidence that the effects of hydrological conditions on the studied EAM are not readily detected, and that anthropic actions can produce long-term effects. / O presente trabalho avaliou, por meio de técnicas de Sensoriamento Remoto e geoprocessamento, a influência das condições hidrológicas na dinâmica de macrófitas aquáticas emergentes no Banhado do Taim (BT), importante área úmida do Rio Grande do Sul. O BT ocupa cerca de 53% da área total da Estação Ecológica do Taim, uma Unidade de Conservação Federal, que tem seus usos compartilhados, principalmente entre conservação da biodiversidade e irrigação. A irrigação é uma importante atividade econômica para a região, no entanto, altera o regime hidrológico do BT, característica fundamental para a manutenção da biodiversidade local. Assim, o entendimento de como o regime hidrológico impacta a biodiversidade do BT constitui-se em uma importante ferramenta para o gerenciamento dos recursos hídricos da região. Neste contexto, foram selecionadas três espécies de macrófitas aquáticas emergentes (MAE), Z. bonariensis, S. californicus e S. giganteus, consideradas indicadores biológicos do BT. Para avaliar como os níveis de água impactam as três MAE, foram realizadas análises da relação entre condição hidrológica, mapas de ocorrência da vegetação, índice por diferença normalizada (NDVI) e índice de adequabilidade de habitat (IAH). Para a identificação das áreas de ocorrência e determinação do NDVI das MAE, foram utilizadas imagens Landsat dos sensores TM e ETM, compreendidas entre os anos de 1984 e 2003, enquanto o IAH e o regime hidrológico foram obtidos a partir de estudos prévios (Tassi, 2008; Xavier, 2015). A metodologia empregada mostrou que as MAE Z. bonariensis, S. californicus são mais sensíveis a níveis d água maiores (representativos de condições de cheia); nesta situação, foram identificadas reduções nas áreas de ocorrência destas espécies. Para níveis de água menores (condições de seca), houve um aumento nas áreas de ocorrência das três espécies. O NDVI se mostrou um índice eficaz no entendimento da resposta das MAE às condições hidrológicas, mesmo apresentando muita dificuldade na diferenciação de vegetação e água sob condições de cheia. De modo geral, foram encontrados bons coeficientes de determinação entre o NDVI e o IAH médio de três meses (mês da imagem + dois meses anteriores à data da imagem), e entre o NDVI e a condição hidrológica (nível d água) de dois meses anteriores à data da imagem. Esses resultados são indícios de que os efeitos das condições hidrológicas sobre as MAE estudadas não são prontamente detectados, e que ações antrópicas podem produzir efeitos a longo prazo.