Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica, Instituto de Oceanografia, 2006. / Submitted by Cristiane Silva (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-02-18T14:26:38Z No. of bitstreams: 1 2007_ana_renata.pdf: 1874697 bytes, checksum: bf17d3113d513b65a1b3794a25a72638 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-12T01:26:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_ana_renata.pdf: 1874697 bytes, checksum: bf17d3113d513b65a1b3794a25a72638 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-12T01:26:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_ana_renata.pdf: 1874697 bytes, checksum: bf17d3113d513b65a1b3794a25a72638 (MD5) Previous issue date: 2006 / Em estuários, o carbono e o nitrogênio orgânicos particulados (COP e NOP) estão entre os principais constituintes do material em suspensão (MS). O carbono orgânico pode provir de fontes naturais em muitas áreas costeiras, porém tem-se observado processos de eutrofização originados de intensos aportes antrópicos de COP e NOP. Pesquisas relativas à fração orgânica do MS no estuário da Lagoa dos Patos são escassas para o carbono e nitrogênio. Em função de sua importância o presente trabalho estuda este aspecto, sendo parte do grupo temático “Qualidade Ambiental e Biodiversidade”, que se enquadrada no projeto “Uso e Apropriação dos Recursos Costeiros (RECOS)”, do Instituto do Milênio. O presente estudo tem como objetivo avaliar a distribuição de COP e NOP nas enseadas Saco da Mangueira (impactada) e Saco do Arraial (menos impactada), através do desenvolvimento do método de análise elementar CHNS, para avaliar o estado de contaminação orgânica das referidas enseadas e compará-lo com outros ambientes aquáticos. O presente estudo ocorreu de outubro/03 a junho/04, nas duas enseadas, com coletas bimensais da água de superfície em 4 locais de cada uma. As amostras foram filtradas, após os filtros foram secos a 60°C por 24 horas, descarbonatados com vapor de HCl concentrado e novamente secos a 60°C por 24 horas. As amostras foram analisadas para carbono e nitrogênio no equipamento Perkin Elmer CHN/S modelo 2400. Os resultados revelaram variações nas concentrações de COP e NOP na água de superfície, com maiores valores encontrados em dezembro/03 (primavera) e fevereiro/04 (verão). A enseada do Saco do Arraial mostrou características aproximadamente constantes nos níveis de COP (344 a 2354 μg L-1) e NOP (130 a 836 μg L-1), quando comparado com o Saco da Mangueira, sendo que as concentrações mais elevadas estão associadas a contribuições autóctones de produtores primários, destacando-se o fitoplâncton. Entretanto, a enseada do Saco da Mangueira apresentou influência provável de fatores antrópicos nos níveis de COP (193 a 2794 μg L-1) e NOP (72 a 2386 μg L-1) sendo mais expressivos no final da primavera e verão. Em ambas regiões, a participação média do fitoplâncton ao COP menor que 30%, associada aos baixos valores de relação C/N (4–5), confirmam a participação das bactérias juntamente com o fitoplâncton nos níveis de COP e NOP. Os valores mínimos e máximos de COP foram semelhantes entre os dois locais pesquisados, mas a concentração máxima de NOP esteve aproximadamente três vezes maior no Saco da Mangueira, sendo o parâmetro que melhor caracterizou sua eutrofização. Os elementos particulados apresentaram concentrações mínimas e máximas maiores que os valores obtidos nos demais estuários que participaram do Programa RECOS, e semelhantes aos níveis encontrados em outros ambientes aquáticos. Exceção foi encontrada para o valor máximo de NOP no Saco da Mangueira que ficou com concentrações acima dos demais estuários, devido à possibilidade do nitrogênio constituinte do MS ressuspendido ter uma origem não apenas orgânica, mas também inorgânica. Isso se deve ao longo histórico de efeitos humanos no Saco da Mangueira, com elevados aportes de nutrientes e materiais particulados provenientes da área urbana e industrial da cidade de Rio Grande. / In estuaries, the particulate organic carbon and nitrogen (POC and PON) are one of the main constituents of the material in suspension (MS). The organic carbon can come from natural sources in many coastal areas, however it has observed eutrofization processes originated of intense antropic input of POC and PON. Research about the organic fraction of the MS in the estuary of the Patos Lagoon is scarce for carbon and nitrogen. In function of its importance the present work study this subject, being part of the thematic group "Quality Ambient and Biodiversity", that belongs in the project "Use and Appropriation of Recursos Costeiros (RECOS)", of the Institute of the Milênio. The present study has as objective to evaluate the distribution of POC and PON in the Saco da Mangueira (impacted) and Saco do Arraial (less impacted), through the development of the method of elementary analysis CHNS, to evaluate the state of organic contamination of the mentioned embayments and to compare it with other aquatic environments. The present study occurred from outubro/03 to junho/04, in both embayments, with semimonthly collections of surface water in 4 places of each one. The samples were filtered, then the filters were dry at 60°C for 24 hours, exposed to a vapor of HCl and again dried at 60°C for 24 hours. The samples were analyzed for carbon and nitrogen in the equipment Perkin Elmer CHN/S model 2400. The results showed variations in the concentrations of POC and PON in the surface water, with higher values found in dezembro/03 (spring) and fevereiro/04 (summer). The Saco do Arraial showed approximate3ly constant characteristics in the levels of POC (344 the 2354 μg L-1) and PON (130 the 836 μg L-1), when compared with the Saco da Mangueira, being high concentrations associated with autoctones contributions of primary producers, distinguishing the phytoplankton. However, the Saco da Mangueira presented likely influence of antropic factors in the levels of POC (193 the 2794 μg L-1) and PON (72 the 2386 μg L-1) being expressive at the end of the spring and summer. In both regions, the average participation of phytoplankton to the POC lesser that 30%, associated to the low values of relation C/N (4-5), confirm the participation of the bacteria with phytoplankton in the levels of POC and PON. The minimum and maximum values of POC were similar between the two study places, but the maximum concentration of PON was approximately three times bigger in the Saco da Mangueira, being the parameter that better characterized its eutrofization. These particulate elements presented minimum and maximum concentrations greater that values of other estuaries, which participated of Program RECOS, and similar to the levels found in other aquatic environments. Exception was found for the maximum value of PON in the Saco da Mangueira that had concentrations higher than other estuaries, due to the nitrogen constituent of the ressuspended MS to have not only an organic origin, but also inorganic. This should be due to the long historic of human effect in the Saco da Mangueira, with high inputs of nutrients and particulate materials proceeding from urban and industrial areas of the city of Rio Grande.

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a decomposição de diferentes quantidades iniciais de palhada de cana-de-açúcar depositadas sobre o solo, sob diferentes práticas de manejo e determinar o acúmulo de carbono orgânico total (COT) neste solo ao longo de três cortes da cana. Para tanto, foram instalados três ensaios em lavoura de cana-de-açúcar no município de Piracicaba. No experimento 1 foram depositadas na entrelinha da cultura, sobre o solo, diferentes quantidades de palhada (3,5; 7; 14 e 21 Mg ha-1) e mais dois tratamentos na dose de 14 Mg ha-1 ora incorporada ao solo e ora irrigada com vinhaça. A perda de matéria seca e a composição da palhada remanescente foi avaliada em seis momentos ao longo de um ano. No experimento 2, utilizando-se os mesmos tratamentos do experimento anterior, foram instalados lisímetros de tensão para coleta da solução do solo e determinação do carbono orgânico dissolvido (COD) em 0,20 e 0,50 m de profundidade. Para determinação do COT em função das diferentes doses de palhada depositadas sobre o mesmo ao longo de 3 cortes da cana-de-açúcar, instalou-se o Experimento 3. Para que fosse detectada a entrada de carbono (C) em função do aporte destas doses de palhada ao longo dos 3 anos, o solo original da entrelinha da cana-de-açúcar foi substituído por um solo de uma área adjacente de mesma classe, que não era cultivado com cana-de-açúcar ha pelo menos 25 anos, por isso com baixo delta 13C (?13C). Esta técnica isotópica foi utilizada para determinar e quantificar a origem das entradas do C no solo ao longo dos anos em que foram aplicados os tratamentos. Os resultados deste trabalho sugerem que após um ano da deposição da palhada no campo a decomposição de 65% das maiores doses de palhada (14 e 21 Mg ha-1), chegam a ser de 24 a 39% superiores às menores doses (7 e 3,5 Mg ha-1 respectivamente). A dose 14 Mg ha-1 quando incorporada acelera ainda mais este processo, resultando numa decomposição final de 86%. Já a irrigação com vinhaça não favoreceu este processo. Em relação à composição da palhada remanescente, os tratamentos 14 Mg ha-1 incorporado e 21 Mg ha-1 resultaram no aumento mais expressivo do índice lignocelulósico. O monitoramento do COD a 0,5 m de profundidade durante 120 dias na estação chuvosa detectou a presença de C somente nos 45 dias iniciais da decomposição da palhada. O percentual de COD disponibilizado pela palhada foi inversamente proporcional a taxa de decomposição. O acompanhamento do acúmulo de C no solo ao longo de 3 anos de aporte de diferentes quantidades de palhada da cana-de-açúcar, mostrou um aumento significativo de 80% e 97% nas concentrações de COT nos 2,5 cm superficiais do solo onde as doses de 14 e 21 Mg ha-1 de palhada, haviam sido aplicadas, respectivamente / The objective of this research was to evaluate the decomposition of different initial quantities of sugarcane trash placed onto the soil under different management practices and determine the total organic carbon (TOC) accumulation in this soil over three years sugarcane cycle. Therefore, three experiments were installed in sugarcane area at Piracicaba. In experiment 1, different amounts of sugarcane trash (3.5, 7; 14 and 21 Mg ha-1) were placed between the rows, above the soil. Two additional treatments were installed with 14 Mg ha-1 dose: or incorporated into the soil or irrigated with vinasse. The dry matter losses and the composition of remaining sugarcane trash were evaluated six times over a year. In experiment 2, using the same previous treatments, lysimeters were installed to collect soil solution and to determine dissolved organic carbon (DOC) at 0.20 and 0.50 m depth. Experiment 3 was settled to determine the Carbon (C) derived from the different doses of deposited sugarcane trash. The C input derived from the straw doses after three years was detected replacing the original soil at sugarcane inter-row by a soil from an adjacent area not cultivated with sugarcane for at least 25 years, presenting a low delta 13C (?13C). This isotope technique was used to determine and quantify the origin of soil C input, after the treatments applied over the years. Results of this study suggest that one year after the deposition of the trash on soil, the higher doses (14 and 21 Mg ha-1) lost about 65% dry matter, a rate up to 24-39% higher than the lower doses (7 and 3.5 Mg ha-1 respectively). The 14 Mg ha-1 dose, when incorporated, accelerated this process, resulting in a total breakdown of 86%. However, vinasse irrigation did not favored this process. Regarding the composition of the remaining trash, the treatments of 14 Mg ha-1 incorporated to soil and the 21 Mg ha-1 resulted in the most significant increase in lignocellulosic index. The DOC monitoring at 0.5 m depth over 120 days in the rainy season detected the presence of C only during the initial 45 days of straw decomposition. The percentage of DOC available from sugarcane trash was inversely proportional to the decomposition rate. Carbon accumulation in the soil over 3 years, related to different amounts of sugarcane trash, showed a significant increase of 80% to 97% in TOC concentrations in the upper 2.5cm soil layer where the doses of 14 and 21 Mg ha-1 of trash were applied, respectively

Os sistemas integrados de produção agropecuária (SIPAs) diversificam e intensificam a produção rural, embora ainda careçam de avanços e detalhamento dos processos e mecanismos envolvidos nas relações solo-planta-atmosfera, essenciais para adaptá-los e modelá-los para as diferentes eco-regiões e condições edafoclimáticas. Esse estudo investigou os efeitos da intensificação de sistemas integrados de produção agropecuária na quantidade, qualidade e origem da matéria orgânica do solo (MOS) e na dinâmica do crescimento e da decomposição radicular de espécies vegetais durante os períodos de lavoura e de pastejo. O experimento foi conduzido na Embrapa Pecuária Sudeste no estado de São Paulo, região sudeste do Brasil. Dois SIPAs foram avaliados: integração-lavoura-pecuária (ILP) e integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF). Duas áreas de referência foram utilizadas: pastagem extensiva (não degradada) e floresta estacional semidecidual (somente para avaliações sobre a MOS). Duas épocas de avaliação foram consideradas: período lavoura (verão de 2014/15) e período pastagem (inverno de 2015 e verão de 2015/16). A quantidade (teores e estoques de C e N), a qualidade (índices de manejo de C, frações leve, particulada e mineral) e a origem (?13C e ?15N) da MOS na camada de 0-0,40 m, e o crescimento e a decomposição dos sistemas radiculares das espécies vegetais e o fluxo de água no perfil do solo (0-70 cm) foram avaliados durante os períodos de lavoura e de pastagem. Adicionalmente, na ILPF também foram avaliados estes parâmetros de plantas e solos em três distâncias das linhas de cultivo do eucalipto (1,9; 4,5 e 7,3 m). Converter a pastagem extensiva em ILP resultou em: (i) aumento da disponibilidade de nutrientes (Ca, Mg, K e P) no solo; (ii) incrementos nos estoques de C e N, bem como de frações lábeis da MOS; (iii) manutenção de maiores conteúdos de água no solo; e, (iv) ciclagem do C e N, com maiores produção e decomposição de raízes, inclusive em camadas mais profundas do solo. Implementar a ILPF sob área utilizada para ILP promoveu os seguintes efeitos: (i) redução nos conteúdos de água no solo; (ii) perdas nos teores das frações lábeis da MOS (iii) limitações na produção de raízes no período de lavoura (principalmente em locais próximos as árvores) e incrementos na decomposição radicular, acarretando em maiores taxas de ciclagem das raízes no solo; (iv) aumentos na ciclagem do C e N; e, (v) ocorrências de associações simbióticas nas raízes, tais como os fungos ectomicorrízicos, perceptíveis pela técnica de análises radiculares com uso de minirhizotron. De acordo com os resultados encontrados, sugere-se que o arranjo das árvores na ILPF seja reestruturado a partir do quarto ano de idade, quando estas limitaram o crescimento radicular e o aporte de matéria orgânica lábil, além de reduzir os conteúdos de água no solo. Entretanto, recomenda-se a intensificação da produção sob condições tropicais, pois a quantidade e a qualidade da MOS, e a produtividade e aprofundamento do sistema radicular foram incrementados ao longo do tempo sob SIPAs, principalmente na ILP / Integrated farming systems (IS) diversify and intensify rural production, although there are still gaps in advancing and detailing of the processes and mechanisms involved in the soil-plant-atmosphere relations, which are essential to adapt and model these systems for the different eco-regions and edafoclimatic conditions. This study investigated the effects of the intensification of IS on the quantity, quality and origin of soil organic matter (SOM) and on root growth and decomposition dynamics of plant species during cropping and grazing periods. The experiment was conducted at Embrapa Pecuária Sudeste, state of São Paulo, southeast region of Brazil. Two IS were evaluated: integrated crop-livestock system (ICL) and integrated crop-livestock-forest system (ICLF). Two references areas were used: extensive grazing (not degraded) and a semideciduous seasonal forest (only for SOM evaluations). Two evaluation periods were considered: cropping (summer of 2014/15) and grazing period (winter of 2015 and summer and winter of 2015/16). The quantity (C and N contents and stocks), quality (C management indexes, light, particulate and mineral SOM fractions) and the origin (?13C and ?15N) of SOM in the 0-0.40 m layer, and the growth and decomposition of the root systems of the plant species and water flow in the soil profile (0-0.7 m) were evaluated during cropping and grazing periods. In addition, in ICLF also these parameters of plants and soils were evaluated at three distances of eucalyptus rows (1.9, 4.5 and 7.3 m). The conversion of extensive grazing to ICL system resulted in: (i) increased availability of nutrients (Ca, Mg, K and P) in the soil; (ii) increases in C and N stocks, as well as labile fractions of SOM; (iii) maintenance of greater water content in the soil; and (iv) cycling of C and N, with higher root production and decomposition, even in deeper layers of the soil. Implementing the ICLF under the area used for ICL promoted the following effects: (i) reduction in soil water content; (iii) limitations in the root production in the cropping season (mainly in places near the trees) and increases in the root decomposition, resulting in higher cycling rates of the roots in the soil; (iv) increases in C and N cycling; and, (v) occurrence of symbiotic associations with the roots, such as ectomycorrhizal fungi, which were perceptible by the technique of root analysis using minirhizotrons. According to the results, it is suggested that the arrangement of the trees in the ICLF system need to be restructured after the fourth year of age, when they limited the root growth and the amount of labile organic matter, besides reducing the contents of water in the soil. However, farming intensification is recommended under tropical conditions, as the SOM quantity and quality, and the productivity and deepening of the root system were increased during cultivations in the IS, especially in the ICL system

O município de Viamão está localizado na região metropolitana de Porto Alegre, no estado do Rio Grande Sul. A barragem Mãe d\'Água foi construída em 1962, com o intuito de atender à demanda da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, mais precisamente o Instituto de Pesquisas Hidráulicas, porém, devido à falta de planejamento urbano, durante os últimos quarenta anos, vem acarretando uma diversificada série de passivos ambientais, como contaminantes orgânicos e/ou inorgânicos. Neste seguimento, o presente trabalho busca avaliar as concentrações dos metais Zinco e Níquel, teores de matéria orgânica e a composição granulométrica nas diferentes profundidades amostradas em testemunhos de sedimentos produzidos nesta bacia hidrográfica que compõe a barragem Mãe d\'Água. As coletas de amostras foram realizadas em junho de 2014, sendo amostrados quatro testemunhos sedimentares distribuídos no lago da referida barragem. Para a extração dos testemunhos foi utilizado um amostrador de núcleo \"Piston Core\". Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Com os resultados obtidos, a caracterização granulométrica da sedimentação sob o barramento mostrou-se suscetível a contaminação por metais ao longo nas últimas décadas. Todas as amostras apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Os teores de matéria orgânica quando correlacionados as concentrações de Zn e Ni evidenciaram o crescente enriquecimento nos testemunhos analisados, confirmando a alta afinidade destes elementos à sedimentos compostos de fração orgânica. O índice de geoacumulação para a maior parte das concentrações dos metais nas diferentes profundidades encontra-se caracterizadas como não poluída. Considerando que a área de estudo se caracteriza historicamente pela ocupação residencial, ações antropogênicas podem ser consideradas as principais provedoras dos passivos ambientais aos corpos d\'água. / The municipality of Viamão is located in the metropolitan region of Porto Alegre, state of Rio Grande do Sul. The Mãe D\'água Dam was built in 1962, so that demands from the Federal University of Rio Grande do Sul, more precisely the Institute of Hydraulic Research could be met. However, due to a lack of urban planning over the past forty years, the dam has caused several environmental liabilities, such as organic contaminants and / or inorganic contaminants. This manuscript addresses an evaluation of the concentrations of the metals zinc and nickel metals, organic matter content and particle size composition at different depths sampled in sediment cores produced in the watershed that comprises Mãe d\'Água. Four sediment core distributed in the dam lake were collected in June 2014, by \"Piston Core\" core sampler. Sediments whose fraction was lower than 63μm were subjected to chemical analyses regarding the presence and concentration of nickel (Ni) and zinc (Zn). The acid digestion methodology employed was EPA 3050, adopted by the US Environment Protection Agency. The analyses were performed in duplicate and two USGS (US Geological Survey) reference materials, namely: SGR-1b and SCO-1 were used for the quality control. The particle size characterization of sedimentation under the bus has proved susceptible to metal contamination over the past decades. All samples showed concentrations of Zn and Ni higher than the local background values and growth patterns, which evidenced an enrichment of sediments. In comparison to the organic matter content, the Zn and Ni concentrations showed a growing enrichment, which confirmed the high affinity of these elements for sediments composed of organic fraction. The geoaccumulation index for most of the metal concentrations at different depths has been characterized as non polluted. As whereas the study area is historically by historically residential occupation, anthropogenic actions can be considered the main causes of environmental damage to water bodies.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-05-03T17:55:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Sarah_K._Rodrigues (final).pdf: 2191755 bytes, checksum: 7bb012b5c768c4bc50d38c29d71f34a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-03T17:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Sarah_K._Rodrigues (final).pdf: 2191755 bytes, checksum: 7bb012b5c768c4bc50d38c29d71f34a2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Testes de toxicidade são ferramentas frequentemente empregadas para avaliações da qualidade de ecossistemas e identificar áreas sensíveis. Para avaliar a qualidade dos sedimentos da região da Ilha da Madeira (Baía de Sepetiba), área considerada sob impacto de passivos da Ingá, realizou-se caracterização granulométrica, análises do fracionamento geoquímico de metais-traço, determinação das concentrações de acid-volatile sulfides (AVS) e carbono orgânico total (COT) e testes de toxicidade aguda e crônica de sedimento integral, em amostras de cinco pontos do local. O ensaio agudo com o Tiburonella viscana (anfípoda) apresentou toxicidade apenas para a desembocadura do canal do Saco do Engenho e os testes com Tisbe biminiensis (copépode) indicaram diferença significativa com o controle, apresentando baixas taxas de fecundidade, em todos os pontos. Os níveis de metais-traço na região do Saco do Engenho representam um alerta principalmente para Cd e Zn que atingiram concentrações duas ordens de grandeza maiores que os valores orientadores da Resolução CONAMA 454/2012. A utilização de normalizadores como o AVS e o COT para a estimativa de fases complexantes capazes de se associar aos metais-traço, que podem estar presentes na água intersticial, demonstrou que nos pontos na região de Coroa Grande, Porto de Itaguaí e Ilha de Itacuruçá há teores suficientes de AVS e COT para aprisionar os metais-traço na fase sólida dos sedimentos. Entretanto, os resultados apresentados não possuem relações diretas com a toxicidade encontrada, uma vez que as rotas de exposição dos organismos empregados incluem também a via oral. Os resultados demonstram a importância da integração de estudos de toxicidade com as ferramentas geoquímicas para uma avaliação mais consistente da qualidade ambiental em sistemas costeiros, como a região da Ilha da Madeira, na Baía de Sepetiba / Toxicity tests are tools frequently employed to evaluate the quality of ecosystems and to identify vulnerable regions. In order to evaluate the sediment conditions in the Madeira Island area (Sepetiba Bay), the region under the influence of Ingá Cia. metallurgical wastes, was held sediments characterization throught fractionation of trace metals, grain size analisys, total organic carbon (TOC) and AVS (acid volatile sulfide) and sediment integral acute and chronic toxicity tests in samples from five sites. The acute test with Tiburonella viscana (amphipod) showed toxicity only at the Saco do Engenho inlet mouth and Tisbe biminiensis (copepod) low fertility rates responsefor all sites. Trace metals concentrations at Saco do Engenho inlet mouth represent a special concern for Cd and Zn, which both showed levels at two orders of magnitude higher than the values suggests by CONAMA 454/2012 Brazilian Resolution guideline for dredge materials disposal. The use of normalizing as AVS and TOC to estimate complexing phases which are able to associate with trace metals, that may be present in the pore water, showedthe sites in the region of Coroa Grande, Itaguaí harbor and Itacuruçá island exhibit values for ΣSEM/AVS under 1 and -100 μmol g OC−1for ΣSEM-AVS/ƒOC, i.e., there is levels of AVS and TOC able to trapping trace metals in solid phases. However, the results do not show a direct relationship with toxicity, since the exposure routes for theorganisms employees are dermal and oral. Although, thelines of evidence not present direct relationships, but they can give an overview on the sediment toxic situation. The results demonstrate the importance of studies integrating toxicity with other tools for a more efficient environmental quality assessment in estuarine systems, such as the region of Madeira Island, in Sepetiba Bay

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Daiane_Carvalho_dos_Santos.pdf: 3060772 bytes, checksum: 73cb01bf57d8c16320b8d8d43cdc6255 (MD5) Previous issue date: 2011-03-18 / Few studies evaluate the dynamics and quality of soil organic matter (OM) in agroecosystems of the Pampa Biome. Conservation tillage systems based on the reduction of tillage operations and addition of crop residues, contribute to maintaining and improving soil quality and the environment. In this work, the studies 1 and 2 are related to evaluation of physical fractions of organic matter from the point of view of quantity and quality in the whole soil and in aggregates under areas arenizadas in the southwest of RS, This studies was done in an Paleudult under cultivation of eucalyptus forest homogeneous (FH) system agrosilvopasture (SA) and native (CN). The studies 3 and 4 aimed evaluating quantitatively and qualitatively the physical fractions of organic matter in whole soil and in aggregate in an Albaqualf under cultivation of ryegrass (Lollium multiflorum Lam) + birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus), as cover crops in winter and rotation soybean (Glycine max L.) / maize (Zea mays L.) / sorghum (Sorghum vulgare) in the summer in conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). As reference area, was sampled an native area (CN). For both studies, soil was collected in the layers from 0.000 to 0.025m and 0.025 to 0.075m depth. The soil was air-dried and sieved at 8.00mm mesh and in aggregate classes (8.00 to 4.76, 4.76 - 2.00, 2.00 to 1.00, 1.00 to 0.50, 0.50 to 0.25 and <0.25mm). The stocks were determined from total organic carbon (TOC) in layers from 0.000 to 0.025m and 0.025 to 0.075m. The physical fractionation and granulometric densimetric SOM were realized to obtain the coarse fraction (CGC), carbon associated with minerals (CAM), free light fraction (FLF), occluded light fraction (OLF) and heavy fraction (HF). The first one study it was concluded that cultivation of FH in sandy soils caused increase in the stock of TOC, total nitrogen (TN) in the soil and fractions CFG, CAM, FLF and OLF when compared to CN in the surface layer. The SA in the soil samples showed more humified OM compared to CN and FH. The OLF, physically protected within the soil aggregates, presented higher proportion of more recalcitrant compounds in relation to FLF. In study 2 concluded that the FH showed the highest values of TOC accumulated in the layer from 0.000 to 0.075m depth in classes of 8.00 to 1.00mm and for the CFG and CAM in theclasses 8.00 to 0,50mm. The FLF was sensitive to changes in land use in the aggregates from 8.00 to 4.76mm at depths from 0.000 to 0.025m 0.025 to 0.075m, and these increments to the FH and CN, respectively. For all systems evaluated (FH, SA and CN), the degree of humification was higher in smaller diameter classes (0.50 - <0.25mm). The OLF showed higher free radical semiquinone, indicating humification. It was concluded from the study 3 that the NT in lowland soils increases the stock of CFG and FLF in comparison to the CT. This effect was restricted to the superficial layer, and these fractions were more sensitive than the TOC to changes in land management. In four years of experiment, te management systems had no effect on the stock of CAM and HF. By Laser Induced Fluorescence (LIF), under CT soil samples showed humified OM compared to the NT and CN. The FLF had a higher proportion of more labile compounds in relation to the OLF. In the study 4 it was concluded that the management systems under CT and NT in lowlands, reduced TOC, FLF and OLF in the aggregates of 4.76 to <0.25mm and a CFG in the classes 12 of 2.00 to <0.25mm compared to CN. Increases in stock of the FLF under NT were obtained in aggregates from 0.50 to <0.25mm in the layer from 0.000 to 0.025m for 0.000 to 0.075m, compared with CT. The largest stock of OLF in the surface layer was observed under NT in the class of the aggregates of 8.00 to 4.76mm. The increases in HF were obtained under the CT. The highest TOC, CGC, CAM, OLF and HF for the CT and NT were found in the classes of larger size aggregates (8.00 to 2.00mm), while a reduction in these stocks declined as the size of aggregates. Through the LIF and the EPR, the humification degree of OM increased with decreased the aggregate classes. / Escassos são os estudos que avaliam a dinâmica e a qualidade da matéria orgânica (MO) do solo em agroecossistemas do Bioma Pampa. Sistemas conservacionistas de manejo baseados na redução das operações de preparo do solo e na elevada e contínua adição de resíduos culturais, contribuem para a manutenção e melhoria da qualidade do solo e do ambiente. Neste trabalho, desenvolveram-se os seguintes estudos: os estudos 1 e 2 estão relacionados à avaliação das frações físicas da MO sob o ponto de vista quantitativo e qualitativo no solo inteiro e em classes de agregados, em áreas arenizadas do Sudoeste do estado do Rio Grande do Sul, em um Argissolo Vermelho sob cultivo de floresta homogênea de eucalipto (FH), sistema agrosilvipastoril (SA) e campo nativo (CN); os estudos 3 e 4 objetivaram avaliar quantitativamente e qualitativamente as frações físicas da MO no solo inteiro e em classes de agregados porém, em um Planossolo Háplico, sob cultivo de azevém (Lollium multiflorum Lam) + cornichão (Lotus corniculatus), como culturas de cobertura no inverno e rotação soja (Glycine Max L.)/milho (Zea mays L.)/sorgo (Sorghum vulgare) no verão em preparo convencional (PC) e plantio direto (PD). Como área de referência, amostrou-se uma área sob campo nativo (CN). Para ambos os estudos, o solo foi coletado nas camadas de 0,000 0,025m e de 0,025 0,075m seco ao ar e peneirado em malha de 8,00mm e em classes de agregados (8,00 4,76, 4,76 2,00, 2,00 1,00, 1,00 0,50, 0,50 0,25 e <0,25mm). Foram avaliados os estoques de carbono orgânico total (COT) e realizado o fracionamento físico granulométrico e densimétrico da MO para obtenção do carbono da fração grosseira (CFG), carbono associado aos minerais (CAM), fração leve livre (FLL), fração leve oclusa (FLO) e fração pesada (FP). No estudo 1 concluíu-se que o cultivo de homogêneo de eucalipto (FH) promoveu o aumento do estoque de COT, NT no solo e nas frações CFG, CAM, FLL e FLO quando comparado ao CN na camada superficial. No SA as amostras de solo apresentaram MO mais humificada quando comparada ao CN e a FH. A FLO, protegida fisicamente no interior dos agregados do solo, apresentou maior proporção de compostos mais recalcitrantes em relação à FLL. No estudo 2 concluíu-se que a FH promoveu os maiores estoques de COT acumulados na camada de 0,000 a 0,075m nas classes de 8,00 a 1,00mm e para o CFG e CAM nas classes que compreendem de 8,00 a 0,50mm. A FLL mostrou-se sensível as mudanças de uso do solo na classe de agregados de 8,00 4,76mm, nas camadas estudadas. Para todos os sistemas de uso avaliados, o grau de humificação foi maior nas classes de menor diâmetro (0,50 a <0,25mm). Concluiu-se pelo estudo 3 que o o PD aumenta os estoques de CFG e de FLL em comparação ao PC, sendo este efeito restrito à camada superficial em curto prazo (quatro anos), neste período, os sistemas de manejo não afetaram o CAM e a FP. O mecanismo mais importante de proteção e estabilização da MO é a interação organomineral, seguido da oclusão e a recalcitrância química. Sob PC as amostras de solo apresentaram MO mais humificada quando comparado ao PD e CN. A FLL apresentou maior proporção de compostos mais lábeis em relação à FLO. No estudo 4 concluíu-se que o PC e o PD em agroecossistema de terras baixas, reduziram os estoques de COT, FLL e FLO 10 nas classes de agregados 4,76 a <0,25mm e de CFG nas classes de 2,00 a <0,25mm quando comparado ao CN. Incrementos no estoque de FLL sob PD foram obtidos nas classes de agregados de 0,50 a <0,25mm, na camada de 0,000 0,025m e para o acumulado de 0,000 a 0,075m, quando comparado a PC. Maior estoque de FLO na camada superficial foi verificado sob PD na classe e agregados de 8,00 4,76mm. O PC contribuiu para o incremento relativo na PF da MO. Os maiores estoques de COT, CFG, CAM, FLO e FP para o PC e o PD, foram encontrados nas classes de agregados de maior tamanho. O grau de humificação da MO aumentou com a redução do diâmetro dos agregados.

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O presente estudo está estruturado em dois artigos, sendo que o primeiro tem por objetivo avaliar a agregação, as frações físicas da matéria orgânica (MO) e o índice de manejo de carbono (IMC) de um Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar no Rio Grande do Sul (RS) e o segundo artigo visou avaliar a resistência tênsil (RT) e a friabilidade (F) de um Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar no RS. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado e os tratamentos avaliados consistem em diferentes ciclos da cana-de-açúcar: cana planta (CP), cana soca de segundo corte (C2) e cana soca de quarto corte (C4). Como referência utilizou-se uma área de mata nativa (MN) com características e propriedades de solo e relevo similares às demais. Em cada uma das áreas foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas camadas de 0,00 a 0,05 m, de 0,05 a 0,10 m e de 0,10 a 0,20 m para quantificar o percentual de agregados estáveis em água (AEA), o diâmetro médio ponderado (DMP), o carbono orgânico total (COT), o carbono da fração grosseira (CFG), o carbono associado aos minerais (CAM), o carbono da fração leve livre (FLL), o carbono da fração leve oclusa (FLO), o carbono da fração pesada (FP), o IMC, a RT e a F. O preparo do solo para a implantação da cana-de-açúcar, associado à queima prévia da palhada contribuiu para a redução da ciclagem de carbono jovem no solo, refletindo negativamente sobre os estoques das frações físicas da MO e sobre a distribuição e estabilidade de agregados, com exceção da FP. Com exceção da MN, na camada superficial, as proporções das frações físicas densimétricas da MO em relação ao COT aumentaram na ordem FLL<FLO<FP. Todas as áreas cultivadas com cana-de-açúcar apresentam IMC inferior à 100, sendo os menores valores observados na C2, o que indica impactos negativos sobre os estoques de MO e sobre a qualidade do solo. A RT aumentou em profundidade e proporcionalmente com a redução dos teores de COT. Na camada superficial, o solo foi classificado como muito friável e nas demais camadas, as áreas C4 e MN apresentaram-se friáveis. Em todas as camadas avaliadas, os menores valores de RT foram observados na MN. A RT e a F foram sensíveis para detectar diferenças na qualidade estrutural das áreas cultivadas com cana-de-açúcar. / According the increase in demand for renewable energy to replace those fossil, the sugarcane crop has assumed importance in the nationally and internationally energy matrix. However, because the heavy soil preparation for the implantation of culture and harvest by previous burning of stubble have been observed negative impacts on the chemical and physical quality of soils cultivated with sugarcane. This study is structured in two articles, the first is to evaluate the aggregation, the physical fractions of organic matter (OM) and carbon management index (CMI) of an Oxisol cultivated with sugarcane in the Rio Grande do Sul state (RS), and the second article was to evaluate the tensile strength (TS) and friability (F) of an Oxisol cultivated with sugarcane in RS state. The experimental design was completely randomized and the treatments consist of various cycles of sugarcane: plant sugarcane (CP), second ratoon sugarcane (C2), fourth ratoon sugarcane (C4). As a reference we used an area of native forest (NF) with characteristics and properties of soil and topography similar by the others. In each area were collected undisturbed and disturbed samples in layers from 0.00 to 0.05, from 0.05 to 0.10 m and from 0.10 to 0.20 m to quantify the percentage of water stable aggregates (WSA), the mean weight diameter (MWD), total organic carbon (TOC), carbon from the coarse fraction (CCF), the carbon associated with minerals (CAM), carbon free light fraction (FLL), carbon occluded light fraction (OLF), carbon from the heavy fraction (HF), CMI, TS and F.The soil preparation for the deployment of sugarcane, combined with previous burning of stubble contributed to the reduction of young carbon cycling in the soil, reflecting negatively on the stocks of physical particle size fractions of the OM and on distribution and aggregate stability, except for the HF. With the exception of NF in the surface layer, the proportions of physical density fractions of OM in relation to TOC increased in order FLF<OLF<HF. All areas cultivated with sugarcane present CMI lower than 100, with the lowest values observed in C2, indicating negative impacts on stocks of OM and on soil quality. In the surface layer, the TS increased in depth and proportionally with the reduction of the levels of TOC. In the surface layer, the soil was classified as very friable and in the other layers, the areas C4 and MN presented themselves as friable. The TS and the F were sensitive to detect differences in the structural quality of the areas cultivated with sugarcane.

A partir d’une approche pluridisciplinaire (géo-historique, cartographique et pédologique), cette étude nous a permis d’établir un bilan complet sur l’état (origines, formes et évolutions) des systèmes de haies en Alsace depuis le Moyen Age. L’étude pédologique de topo séquences de sols dans des zones de loess très sensibles à l’érosion (Habsheim, Uffheim) a également permis de procéder à un bilan de l’érosion depuis le Néolithique et montré comment le stockage de colluvions à l’amont de haies modifiait le relief par la formation de rideaux de culture, dont les plus anciens remontent à la fin de l’Age du bronze. Nous avons quantifié le potentiel des systèmes de haies en tant que frein à l’érosion et en tant que puits de carbone, dans l’optique d’une lutte contre le réchauffement climatique (initiative 4‰). En termes de potentiel de stockage de colluvions, le site d’Habsheim révèle une capacité de stockage énorme avec par exemple des stockages de 17,8 t/m linéaire de haie. D’autre part, à partir de nos sites de référence, on a pu démontrer aussi la grande activité érosive de ces espaces et cela depuis la préhistoire : entre 5700 et 2700 BP le taux d’érosion moyen mesuré a été de 4,5 t/ha/an, équivalant à celui de l’agriculture intensive dans les mêmes zones, ce qui relativise en partie le rôle de l’agriculture moderne. Le potentiel réel des colluvions loessiques est plus nuancé en termes de stockage de carbone. De nombreux processus comme la minéralisation du carbone et la faible efficacité du complexe argilohumique rendent les interprétations délicates sans pour autant que le potentiel des sols agricoles limoneux comme puit de carbone doive être écarté. / This study is a pluridisciplinary approach combining geohistory, spatial study and soil science that proposes an exhaustive analysis of origins, shapes and evolution of hedges systems in Alsace since Middle Ages. An erosion budget since Neolithic was obtained from the study of soil topographical sequences in an erosion sensitive loess area (Habsheim, Uffheim, 68, France). The colluvium stored in the upperside of the hedge modifies the topography by creating lynchets (the oldest were from the Bronze Age). We quantified the potential of hedges systems to reduce erosion and to store carbon in order to struggle against climate change (4‰ project). In Habsheim the storage of carbon potential is huge with some stocks reaching 17,8 t per meter of linear hedge. Moreover, based on the reference sites, we demonstrated the great erosion processes that has occured in these landscapes since Prehistory: between 5700 and 2700 BP the average erosion rate measured (4,5 t/ha/yr) is equivalent to the present day rates under intensive agriculture. The potential of loess colluvium, from the stock of carbon point of view, is more questionable. Interpretations are more difficult because of processes like mineralization of carbon and low efficiency of argilo-humic complex but so far the storage function of loamy soils cannot be neglected.

The soil C stock is a consequence of the balance between the C losses by the CO2 emission (associate to the heterotrofic microorganisms activity) and erosion, and to C inputs, associate to organic compounds input by the vegetal photosynthesis process. In order to evaluate the soil tillage and crop systems regarding to the C inputs by the residues and the C losses by the CO2 evolution and its consequences on the soil C stocks, a long term experiment (19 years) was carried out over a Rhodic Hapludox. This experiment is located in FUNDACEP, Cruz Alta, RS, Brazil. The main treatments were soil tillage systems: conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). Subplots were tree commercial crop systems: winter wheat/soybean defined as monocropping system (R0), black oat/soybean/winter wheat/soybean defined as a winter crop rotation system (R1), and black oat/soybean/black oat+common vetch/maize/oil radish/winter wheat/soybean (R2) defined as intensive crop rotation system. The soil in NT system, averaged over crop systems, showed higher SOC and TN stocks and their particulate pools than the soil in CT on the shallow soil layer (0 - 5 cm), while the CT showed higher particulate organic carbon and nitrogen stocks (POC and PN) on the 5 - 10 cm layer. The soil in NT showed 1.6% more SOC than CT, averaged on the rotation systems, estimated by the layer equivalent method. To the mass equivalent method this difference increase to 4.5%. The crop rotation R2 associated to the NT (NT R2) showed higher mineral-associated carbon, SOC, mineral-associated N and TN stocks than the others treatments, on the 0 30 cm layer. The soil organic matter restoration was more influenced by the crop rotations systems, with high biomass input, than the tillage system adopted. This result most likely is due to differences in the biomass inputs. Once the NT, in averaged on crop systems, resulted in only 14% higher C addition than the CT. When associated to the R2 (NT R2) this difference increased to 68% compared to the CT without crop rotation (CT R0). The C-CO2 losses, evaluated by CO2 flux, were similar among treatments (soil tillage and crop systems), it is mostly influenced by the moisture and soil temperature. / O estoque de C no solo é conseqüência do balanço entre a saída de C pela emissão de CO2 (devido à atividade de microrganismos heterotróficos) e erosão e, a entrada de C, principalmente pela adição de compostos orgânicos sintetizados no processo de fotossíntese vegetal. Visando avaliar sistemas de preparo do solo e de culturas quanto a entrada de C orgânico pelos resíduos e saída pela evolução de CO2 e sua conseqüência no estoque de C orgânico no solo, foi desenvolvido essa pesquisa em experimento de longa duração (19 anos) sob Latossolo Vermelho distrófico típico. O experimento está situado na Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa Fecotrigo (FUNDACEP), Cruz Alta, RS. Neste são conduzidos os preparos de solo convencional (PC) e plantio direto (PD) e, foram selecionados três sistemas comerciais de culturas: monocultura trigo/soja (R0); rotação de inverno aveia/soja/trigo/soja (R1) e, rotação de inverno e verão aveia/soja/aveia+ervilhaca/milho/nabo/trigo/soja (R2), em cada sistema de preparo do solo. As avaliações foram realizadas nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. O solo em PD, na média dos sistemas de culturas, apresentou maior teor e estoque de C orgânico e N total e fracionados que o solo em PC na camada superficial do solo (0-5 cm), enquanto que o solo sob PC apresentou, mais C orgânico e N total particulado (COP e NTP) na camada de 5-10 cm. O solo em PD apresentou 1,6% mais COT do que o solo sob PC, na camada de 0-30 cm, na média dos sistemas de culturas, pelo cálculo da camada equivalente. No método de cálculo da massa equivalente esta diferença aumentou para 4,5%. A rotação culturas R2 associada ao PD (PD R2) apresentou mais COAM, COT, NTAM e NT que os demais tratamentos, na camada de 0-30 cm. A recuperação do estoque de matéria orgânica do solo foi mais influenciada pelo sistema de rotação de culturas, que incluíram espécies de alto aporte de resíduos orgânicos, do que pelo sistema de preparo de solo. Este comportamento ocorreu devido às diferenças de aporte de resíduos vegetais. As culturas em PD, em média, forneceram apenas 14% mais C ao solo, do que as sob PC, mas quando associado à rotação de culturas R2 com PD (PD R2) esta diferença aumentou para 68% quando comparado a monocultura em PC (PC R0). A perda de C-CO2, avaliada pela evolução de CO2, foi similar entre os tratamentos (sistemas de preparo do solo e culturas), sendo influenciadas principalmente pela temperatura e umidade do solo.

Komati Power Station has installed a membrane plant consisting of ultrafiltration, double pass reverse osmosis and continuous electro-deionisation to treat cooling tower blowdowns in order to produce demineralised water and to conduct sidestream chemistry control of the cooling water circuit. This plant has replaced the existing ion-exchange plant that was used for the production of demineralised water and thus serves to reduce the loading of mobile salts in the ash dam (90% reduction) by eliminating regeneration effluent from the ion-exchange plant. Due to oil contamination in the cooling water circuit (when oil from oil coolers leaks into the cooling water), the membrane plant was also designed to operate on raw water from either the Nooigdedacht or the Vygeboom Dam or a blend of both dams. This is considered to be an emergency intervention under abnormal conditions to prevent possible irreversible fouling of the membranes due to oil in the cooling water. The Nooigtedach Dam water contains high concentrations of organic matter and is also enriched with nutrients due to raw sewage influent into the Dam water. This poses a challenge with regard to treatment of the high fouling feed water on the membrane plant. Natural organic matter in water has the ability to foul reverse osmosis membranes. This adversely affects the operation of the reverse osmosis process. However, very little information is available regarding the fouling characteristics of natural organic material in the raw and cooling water at Komati Power Station for the reverse osmosis membranes. Therefore, a pilot study was undertaken to determine the influence of natural organic matter on membrane fouling, to optimise the process for the removal of natural organic matter and to assess the ability of two different reverse osmosis membranes to effectively treat the high fouling feed water at Komati Power Station. The ability of a polyethersulphone hollow-fibre ultrafiltration membrane system was first evaluated to remove natural organic matter in the feedwater, by conducting pilot tests, initially without coagulation of the raw water and thereafter with in-line coagulation for organics removal. Jar tests were conducted in the laboratory to determine the most suitable coagulant and dosage for turbidity and natural organic matter removal. Various coagulants were tested and, based on the results of the jar tests, a coagulant (U3000) was identified based on optimal removal of both total organic carbon and turbidity at a dosing level of 20 mg/L. During the operation of the ultrafiltration pilot plant, permeate flow; feed pressure and feed temperature were monitored. Performance of the ultrafiltration membrane was monitored in terms of flux versus time for operation with and without a coagulation process. The results indicated that there was very little total organic carbon removal (maximum removal of 4%) without coagulation and a slight decrease in flux. The flux declined as a result of fouling but could be recovered by performing hydraulic backwashes and CEB procedures. Permeate flux, however, could be maintained at about 90 Lmh (from 642 hours of operation). Since most of the organics passed through the ultrafiltration membrane, it was concluded that the loss in flux was due to colloidal fouling of the membrane. This was observed when the operation was carried out using raw water as feed as well as when cooling water was used. The total organic carbon removal increased to 30% when the plant was operated with inline coagulation. The flux remained relatively stable during the first 600 hours of operation and only decreased significantly during the last 200 hours of operation as a result of fouling. The reduction in flux prior to cleaning was less than the 15% (maximum flux decline of 9.9% during the test period) which is acceptable according to the industry norm of 15%. It appeared that flux could be maintained at around 90 Lmh which was about the same as when no coagulant was applied. The 30% total organic carbon reduction that was obtained was not sufficient to reduce the organics to the level of 6mg/L dissolved organic carbon that was specified by the membrane manufacturer for the standard brackish water reverse osmosis membrane. Two reverse osmosis membranes – the standard brackish water reverse osmosis membrane (BW30-2540) and the extra-low-fouling membrane (BW30XFR-2540) – were assessed in terms of their ability to remove dissolved organic carbon, ease of cleaning of the membrane and the ability to recover flux after cleaning. This was done to establish which membrane is more suited to Komati’s high-fouling feedwater. The evaluation of the performance of the two reverse osmosis membranes was conducted using pre-treated water (filtered water after in-line coagulation, anti-scalant and biocide dosing) as well as using water that was not pre-treated. During operation (under both conditions), the normalised permeate flux, conductivity, dissolved organic carbon and organics absorbing at UV254 were monitored. It was established that in terms of flux decline that the extra low-fouling membrane gave slightly superior performance to that of the standard membrane, achieving longer production runs (up to 5 days compared with 3 days achieved by the standard brackish water membrane) without requiring chemical cleaning. The low fouling membrane achieved better CWF recovery after the cleaning cycles (81.26% Lmh of the virgin membrane on the occasions when there was flux loss) compared to the standard membrane (restored to 77.35% of CWF of the virgin membrane) when using untreated feed water. This performance improved when pre-treated feed water was used and the low fouling membrane’s CWF regained after the CIP was 95.89% which was within the industry norm of a flux recovery of 95%, indicating that the CIP had been effective. It was determined that the TOC rejection of the low-fouling membrane was higher (average TOC rejection of 97%, maximum TOC rejection of 99%) than that of the standard membrane (average TOC rejection of 95.3%, maximum TOC rejection of 97%). Preliminary efforts to optimize the pre-treatment for organics removal in order to reduce organic loading for the RO membranes confirmed that the use of granular activated carbon and use of an organic scavenger resin might not be economically feasible due to the relatively quick TOC breakthrough (8910BV, approximately 18000BV and less than 18000BV for the Filtrasorb 300, Filtrasorb 400 and organic scavenger resin, respectively). Although further investigations should still be conducted, the preliminary results indicate that it would be beneficial to also identify other options that can be further investigated for optimization of organics removal at Komati Power Station. Decline in the normalised flux as well as the evidence of biofouling were witnessed during the pilot operation suggesting that the membranes were fouled. Autopsies were performed on both membranes to identify foulants responsible for the decline in flux that was observed during the pilot study. The results did not indicate an organic foulant on the membrane surface. Biofouling should however, be monitored in the main plant as this was suspected to have resulted in the flux decline during the pilot study. The low fouling membrane demonstrated a better capability to treat the Komati raw and cooling water and would be expected to achieve lower operating costs for the plant (CIP costs and membrane replacement costs) while achieving better organics removal and it is therefore recommended that the low-fouling membranes be used at Komati Power Station as they are superior to the standard membrane and the cost of the low-fouling membranes is comparable to that of the standard membrane. While this would provide somewhat better performance than that obtained with the standard brackish water membranes, it is proposed that further investigation into pre-treatment optimization for organics removal as well as more efficient cleaning solutions be investigated to improve the performance and economics of the main water treatment plant at Komati power Station. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Chemical Engineering / unrestricted