abstract: The influence of climate variability and reclaimed wastewater on the water supply necessitates improved understanding of the treatability of trace and bulk organic matter. Dissolved organic matter (DOM) mobilized during extreme weather events and in treated wastewater includes natural organic matter (NOM), contaminants of emerging concern (CECs), and microbial extracellular polymeric substances (EPS). The goal of my dissertation was to quantify the impacts of extreme weather events on DOM in surface water and downstream treatment processes, and to improve membrane filtration efficiency and CECs oxidation efficiency during water reclamation with ozone. Surface water quality, air quality and hydrologic flow rate data were used to quantify changes in DOM and turbidity following dust storms, flooding, or runoff from wildfire burn areas in central Arizona. The subsequent impacts to treatment processes and public perception of water quality were also discussed. Findings showed a correlation between dust storm events and change in surface water turbidity (R2=0.6), attenuation of increased DOM through reservoir systems, a 30-40% increase in organic carbon and a 120-600% increase in turbidity following severe flooding, and differing impacts of upland and lowland wildfires. The use of ozone to reduce membrane fouling caused by vesicles (a subcomponent of EPS) and oxidize CECs through increased hydroxyl radical (HO●) production was investigated. An "ozone dose threshold" was observed above which addition of hydrogen peroxide increased HO● production; indicating the presence of ambient promoters in wastewater. Ozonation of CECs in secondary effluent over titanium dioxide or activated carbon did not increase radial production. Vesicles fouled ultrafiltration membranes faster (20 times greater flux decline) than polysaccharides, fatty acids, or NOM. Based upon the estimated carbon distribution of secondary effluent, vesicles could be responsible for 20-60% of fouling during ultrafiltration and may play a vital role in other environmental processes as well. Ozone reduced vesicle-caused membrane fouling that, in conjunction with the presence of ambient promoters, helps to explain why low ozone dosages improve membrane flux during full-scale water reclamation. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Civil and Environmental Engineering 2014

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-12-04T12:27:07Z No. of bitstreams: 1 PDF - Renata Lima Machado da Silva.pdf: 22767520 bytes, checksum: 1dac964688b38275f75914ece03342a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-04T12:27:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Renata Lima Machado da Silva.pdf: 22767520 bytes, checksum: 1dac964688b38275f75914ece03342a3 (MD5) Previous issue date: 2017-09-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The composting process continues to be a promising technological alternative for the treatment of organic solid residues susceptible to fermentation, from the point of view technical, economic, social and environmental point of view, in order to allow the generation of by-product of aggregate value in the field of nutrient cycling for incorporation in soils And recovery of degraded areas. The efficiency of the composting process depends on the action and interaction of the microorganisms, which depend on favorable conditions such as temperature, humidity, aeration, pH, types of organic waste used, carbon / nitrogen ratio and granulometry. Among these parameters, it is possible to cite the granulometry, because the smaller the particle size, the larger the area available for the microorganisms. In some studies the interference of granulometry in the acceleration of biodegradation was observed, with the purpose of this study was to evaluate the influence of granulometry in the process of composting of solid plant residues. As a methodology for this research, the experimental system consisted of six reactors with a unit capacity of 20 liters, with an experimental design of two treatments and three replicates. The solid wastes used in the composting process were ground and dried to 60% moisture and subsequently macerated, one for Treatment 1 and Treatment 2, with diameters of 7 mm and 5.5 mm, respectively. The parameters monitored were temperature, total volatile solids, moisture content, pH and total organic carbon. At the end of the composting the quality of the organic compounds for the macronutrients (N, P, K, Ca and Mg) and micronutrients (Cu, Zn, Fe and Mn). The treatments with different granulometry presented significant differences (p <0.05) for the parameters of STV, pH and COT. Macronutrients (N, K, Ca and Mg) presented significant differences (p <0.05) in T1 and T2, except for P that did not present a significant difference (p> 0.05). Which presented values above the minimum value established for organic fertilizers that is 10 g kg -1. Among the micronutrients (Cu, Zn, Fe and Mn), only Cu presented a significant difference (p <0.05) in T1 and T2, however, Fe was the only one that presented values above the minimum value recommended for organic fertilizers , According to the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply. / O processo de compostagem continua sendo uma promissora alternativa tecnológica para tratamento de resíduos sólidos orgânicos passíveis de fermentação, do ponto de vista técnico, econômico, social e ambiental, haja vista propiciar a geração de subproduto de agregado valor no campo da ciclagem de nutrientes para incorporação em solos agrícolas e recuperação de áreas degradas. A eficiência do processo de compostagem depende da ação e da interação dos microrganismos, os quais dependem de condições favoráveis, como de temperatura, umidade, aeração, pH, tipos de resíduos orgânicos utilizados, relação carbono/nitrogênio e da granulometria. Dentre esses parâmetros, pode-se citar a granulometria, pois quanto menor a granulometria das partículas, maior será a área disponível para os microrganismos. Em algumas pesquisas foi observada a interferência da granulometria na aceleração da biodegradação, com isso o objetivo desta pesquisa consistiu em avaliar a influência da granulometria no processo de compostagem de resíduos sólidos vegetais. Como metodologia para esta pesquisa, o sistema experimental foi constituído de seis reatores com capacidade unitária de 20 litros, com delineamento experimental de dois tratamentos e três repetições. Os resíduos sólidos vegetais utilizados no processo da compostagem foram triturados e secos até umidade de 60%, e posteriormente, foram macerados, sendo um destinado ao Tratamento 1 e Tratamento 2, com diâmetros de 7 mm e 5,5 mm, respectivamente. Os parâmetros monitorados foram temperatura, sólidos totais voláteis, teor de umidade, pH e carbono orgânico total. Ao final da compostagem foi avaliado a qualidade dos compostos orgânicos quanto aos macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg) e os micronutrientes (Cu, Zn, Fe e Mn). Os tratamentos com granulometrias diferentes apresentaram diferenças significativas (p<0,05) para os parâmetros de STV, pH e COT. Os valores referentes aos macronutrientes (N, K, Ca e Mg) apresentaram diferenças significativas (p<0,05) em T1 e T2, com exceção de P que não apresentou diferença significativa (p>0,05), sendo o Ca o único que apresentou valores acima do valor mínimo estabelecido para fertilizantes orgânicos que é 10 g kg . Dentre os micronutrientes (Cu, Zn, Fe e Mn), apenas o Cu apresentou diferença significativa (p<0,05) em T1 e T2, no entanto, o Fe foi o único que apresentou valores acima do valor mínimo recomendados para fertilizantes orgânicos, conforme o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Solos formados por sedimentos em ambientes de planÃcie apresentam caracterÃsticas genÃticas distintas quanto ao material de origem, podendo ser compostos basicamente por sedimentos minerais e orgÃnicos. O primeiro à formado a partir do intemperismo das rochas, e as propriedades quÃmicas, fÃsicas e mineralÃgicas sÃo herdadas do material que lhe deram origem. Jà os sedimentos orgÃnicos sÃo influenciados pelo tipo de vegetaÃÃo predominante na paisagem, e o aporte de material orgÃnico em condiÃÃo de saturaÃÃo de Ãgua, que favorece o acÃmulo e o espessamento das camadas de sedimentos orgÃnicos, podendo levar à gÃnese dos solos orgÃnicos. Este estudo teve por objetivo avaliar as caracterÃsticas morfolÃgicas, fÃsicas e quÃmicas de seis perfis de solos orgÃnicos desenvolvidos na regiÃo litorÃnea dos Estados do CearÃ, Rio Grande do Norte e ParaÃba; e avaliar os mesmos atributos e as caracterÃsticas mineralÃgicas e micromorfolÃgicas de quatro perfis de solos originados de sedimentos aluviais do baixo curso da Bacia do rio Acaraà - CE. Foram avaliadas propriedades tais como: cor, densidade, textura, teores de fibras, grau de decomposiÃÃo da matÃria orgÃnica, teores de C, matÃria orgÃnica, N, P e micronutrientes, soma de bases, valor T e V, fraÃÃes hÃmicas, grau de repelÃncia à Ãgua, condutividade elÃtrica, sais solÃveis, difratometria de raio-X, dentre outras. Para os Organossolos, foi verificado que os teores de C estabeleceram correlaÃÃes positivas com a densidade do solo, com a subsidÃncia, acidez potencial, com os teores de N e com a hidrofobicidade, alÃm de influenciar na CTC e no teor de H+ proveniente dos Ãcidos orgÃnicos. Os diferentes mÃtodos para a determinaÃÃo dos teores de carbono orgÃnico apresentaram correlaÃÃo positiva entre si. Os teores de C da fraÃÃo humina foram mais elevados devido à presenÃa de fibras nesta fraÃÃo, enquanto que os teores de Ãcidos fÃlvicos foram os menores em relaÃÃo aos teores de Ãcidos hÃmicos, indicando maior estabilidade dos compostos orgÃnicos presentes nestes solos. Com relaÃÃo aos solos de sedimentos aluviais, foram observados elevados teores de sais solÃveis, conferindo-lhes carÃter salino e sÃdico. Isso se deve à influÃncia marinha e do lenÃol freÃtico elevado, alÃm da presenÃa de minerais intemperizÃveis. Na descriÃÃo micromorfolÃgica foram verificados alguns aspectos relacionados à gÃnese desses solos, tais como a iluviaÃÃo de argila em profundidade, a origem alÃctone do material de origem e a alteraÃÃo in situ desses sedimentos aluviais. A geomorfologia foi o principal fator na maior expressÃo dos processos pedogenÃticos na paisagem, e a posiÃÃo em que os solos se encontram à um forte indicativo de sua fragilidade ambiental. / Soils formed by sediments in lowland environments have distinct genetic characteristics according to the parent material, which can be basically composed of mineral and organic sediments. The first is formed from the weathering of rocks, and the chemical, physical and mineralogical properties are inherited from the source material. The organic sediments are influenced by the type of vegetation dominant in the landscape, and the addition of organic material under water saturation conditions, that favors the accumulation and thickening of organic sediment layers, which can lead to the genesis of organic soils. This study aimed to evaluate the morphological, physical and chemical properties of six organic soil profiles developed in the coastal region of the States of CearÃ, Rio Grande do Norte and ParaÃba; besides these attributes and the mineralogical and micromorphological characteristics of four soil profiles from alluvial sediments in the lower course of Acaraà river Basin - CE. The properties evaluated were: color, density, texture, fiber content, degree of decomposition of organic matter, C content, organic matter, N, P and micronutrients, sum of bases, T and V value, humic fractions, degree of water repellency, electrical conductivity, soluble salts, X-ray diffraction, among others. For the Histosols, it was found a positive correlation of the C levels with the soil density, with subsidence, potential acidity, N content and hydrophobicity; as well as influencing the CTC and the content of H+ from the organic acids. The different methods for measuring organic carbon were positively correlated with each other. The C content of humin fraction were higher due to the presence of fibers in this fraction, while the fulvic acid contents were lower compared to the humic acids, indicating increased stability of organic compounds present in these soils. With respect to the soils from alluvial sediments, there were observed high levels of soluble salts, conferring them the saline and sodic characters. This is due to the marine influence and the high water table, besides the presence of weatherable minerals. The micromorphological description showed some aspects related to the soil genesis, such as clay illuviation in depth, the allochthonous origin of the parent material and in situ alteration of the alluvial sediments. The geomorphology was the main factor in the greatest expression of pedogenetic processes in the landscape, and the position where the soils are located is a strong indicator of their environmental fragility.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / This study aimed to evaluate the effects of salinity of irrigation water and organic compound on the development in sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench.] cv. BRS Ponta Negra. Therefore, three experiments were performed: the first, there was the effect of cattle manure and commercial biofertilizer Ative and irrigation with different salinity water in the sorghum plants; in the second there was the cattle manure doses (10, 20, 30 and 40 t ha-1) and the salinity of the irrigation water; and in the third, there was the use of liquid biofertilizer Ative doses (75, 150, 225 and 300 L ha-1 ) and salinity irrigation water. The plants were grown in pots containing 23 kg of sandy soil under greenhouse conditions. Salinity levels were 0.2; 2.0; 4.0; and 6.0 dS m-1, being used for its preparation is pond water with NaCl added in the first experiment; the second and third experiments with NaCl salts, CaCl22H2O and MgCl26H2O , the ratio of 7:2:1. The experimental design was completely randomized with five replicates in a factorial 4 x 3 in the first experiment; four replications, in a factorial 4 x 4, second and third experiments. The following variables were assessed: total dry matter; culms + sheath diameter; plant height; total leaf area; leaf succulence; bulk density leaf; sodium, potassium, chloride, calcium, magnesium and phosphorus in the leaves and culms + sheath of plants; proline and carbohydrates in the leaves of plants. In addition to the soil analysis of the experiments. The results show the three experiments that salinity affected all variables, with beneficial cattle manure and biofertilizer, however, without reducing the deleterious effects of salts when applied through irrigation water. / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo e compostos orgÃnicos, sobre o desenvolvimento de plantas de sorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench.] cv. BRS Ponta Negra. Para isso foram realizados trÃs experimentos: no primeiro, verificou-se o efeito da aplicaÃÃo de esterco bovino e do biofertilizante comercial Ative e irrigaÃÃo com Ãgua de salinidades diferentes nas plantas de sorgo; no segundo, verificou-se as doses de esterco bovino (10, 20, 30 e 40 t ha-1) e a salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo; e, no terceiro, verificou-se o uso de doses de biofertilizante lÃquido Ative (75, 150, 225 e 300 L ha-1) e salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo. As plantas foram cultivadas em vasos contendo 23 kg de solo arenoso, em casa de vegetaÃÃo. Os nÃveis de salinidade foram 0,2; 2,0; 4,0; e 6,0 dS m-1, sendo que para a sua confecÃÃo utilizou-se Ãgua de aÃude adicionada com NaCl no primeiro experimento; no segundo e terceiro experimentos com sais de NaCl, CaCl22H2O e MgCl26H2O, na proporÃÃo de 7:2:1. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco repetiÃÃes em esquema fatorial 4 x 3, no primeiro experimento; quatro repetiÃÃes, em esquema fatorial 4 x 4, no segundo e terceiro experimentos. Foram avaliadas as seguintes variÃveis: matÃria seca total; diÃmetro do colmo; altura de plantas; Ãrea foliar total; suculÃncia foliar; massa especÃfica foliar; teores de sÃdio, potÃssio, cloro, cÃlcio, magnÃsio e fÃsforo no colmo + bainhas e limbos foliares das plantas; teores de prolina e carboidratos nas folhas de sorgo. AlÃm das anÃlises de solo dos experimentos. Os resultados evidenciam nos trÃs experimentos que a salinidade influenciou todas as variÃveis analisadas, apresentando efeitos benÃficos do esterco bovino e biofertilizante, no entanto, sem diminuir os efeitos deletÃrios dos sais quando aplicados atravÃs da Ãgua de irrigaÃÃo.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This paper investigates a strategy as a quality control parameter, using standard surrogate and determination of an relation factor (Rf) for determination of pesticides parathion-methyl, chlorpyrifos and cypermethrin in aqueous environmental matrices with different characteristics: river water, estuarine, seawater and weir, using technique SPME-GC-FID. Pesticides were susceptible to matrix effects promoted by environmental samples. A decrease in recovery was observed for the pesticide while the complexity of the aqueous matrix tends to increase. The salinity and organic matter appear to be major sources of interference in the method. To the methyl-parathion, the matrix effect was more pronounced for samples with higher salt concentrations. For chlorpyrifos, in medium and high levels, the Rf value for estuarine matrices, marine and weir were statistically similar. For cypermethrin, statistical equality occurred in estuarine headquarters in medium and high levels of concentration. This indicates proportional behavior between the pesticide and the standard surrogate, suggesting that a single value of Rf can be used as a correction factor for any of these matrices used. / Este trabalho investiga uma estratÃgia como parÃmetro de controle de qualidade, usando padrÃo surrogate e determinaÃÃo de um fator de relaÃÃo (Rf) para a determinaÃÃo dos pesticidas metil-paration, clorpirifÃs e cipermetrina em matrizes ambientais aquosas com distintas caracterÃsticas: Ãgua de rio, estuÃrio, marinha e de aÃude; usando a tÃcnica de SPME-GC-FID. Os pesticidas foram suscetÃveis ao efeito matriz promovido pelas amostras ambientais. Observou-se que esse efeito tendeu a aumentar com o aumento da complexidade da matriz. A salinidade e a matÃria orgÃnica parecem ter sido as principais fontes de interferÃncia no mÃtodo. Para o metil-paration, as amostras com maiores teores salinos exerceram efeito matriz mais pronunciado. Para o clorpirifÃs, em nÃveis mÃdio e alto, o valor de Rf para matrizes estuarina, marinha e de aÃude foram estatisticamente similares. Para a cipermetrina, a igualdade estatÃstica ocorreu em matrizes estuarinas em nÃveis mÃdios e altos de concentraÃÃo. Isso indica comportamento proporcional entre o pesticida e o padrÃo surrogate, sugerindo que um Ãnico valor de Rf pode ser usado como fator de correÃÃo para qualquer uma dessas matrizes utilizadas.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A mamona (Riccinus communis L.) à uma espÃcie difundida e adaptada Ãs condiÃÃes do semiÃrido. O melhoramento genÃtico da cultura à um dos avanÃos que podem contribuir com a sustentabilidade da cadeia produtiva no sertÃo, dando suporte à produÃÃo de biodiesel. O objetivo deste estudo foi comprovar a hipÃtese de que hà cultivares mais viÃveis no semiÃrido por apresentarem melhor interaÃÃo com as condiÃÃes edafoclimÃticas locais. O estudo foi realizado em duas etapas, sendo a primeira de caracterizaÃÃo de dois Planossolos na Fazenda Experimental Vale do Curu (Pentecoste â CE) para avaliar seu potencial para a ricinocultura. Nessa etapa foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com parcelas subdivididas. Nas parcelas foram avaliados dois perfis de Planossolos (P1 e P2), enquanto que nas subparcelas foram avaliados dois horizontes (Ap e Btf) com quatro repetiÃÃes. Na segunda etapa foi conduzido um experimento no mesmo local em que os solos foram caracterizados. Nesse experimento foram avaliados dez tratamentos compostos pelas seguintes cultivares de mamona: IAC 20-28; IAC-Guarani; IAC-80; IAC-226; MPA-34; MPB -01; MPA-11; BRS- Energia; ParaguaÃu e Nordestina. Para avaliaÃÃo da produtividade e produÃÃo de Ãleo das cultivares foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro repetiÃÃes. Para avaliaÃÃes de atributos radiculares e da fertilidade de solo foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas. Nas parcelas foram avaliados dez cultivares de mamona, enquanto que nas subparcelas foram avaliadas trÃs camadas de amostragem (0-10, 10-20 e 20-30 cm) com quatro repetiÃÃes. Na etapa de caracterizaÃÃo foi constatado que os Planossolos estudados apresentam bom potencial produtivo devido ao seu carÃter eutrÃfico de mÃdia fertilidade natural. PorÃm, os atributos fÃsicos verificados no P2 apresentaram valores prÃximos aos considerados limitantes para o desenvolvimento vegetal. Ao avaliar a interaÃÃo das plantas com o solo, foi constatado que as cultivares contribuÃram com a fertilidade quÃmica, melhorando em profundidade valores de carbono orgÃnico (CO), cÃlcio (Ca), fÃsforo (P), soma de bases (SB), capacidade de troca de cÃtions (CTC) e saturaÃÃo por bases (V%). O solo cultivado com mamona apresentou baixos valores de carbono orgÃnico total (COT), mas a maior parte desse COT foi representada pela fraÃÃo mais estabilizada da matÃria orgÃnica do solo. Dentre as dez cultivares avaliadas, em termos de desempenho e rendimento agronÃmico, as que responderam de maneira satisfatÃria Ãs condiÃÃes edafoclimÃticas do semiÃrido quanto à produtividade, teor de Ãleo, estado nutricional e atributos radiculares foram: Nordestina, ParaguaÃu, BRS- Energia e MPB-01. / Castor beans (Riccinus communis L.) is a widespread species adapted to semi-arid conditions. The crop breeding is one of the advances that can contribute to the sustainability of the production chain in the backcountry, supporting the production of biodiesel. The aim of this study was to prove the hypothesis that there are more viable cultivars in semiarid region for having better interaction with the local climate conditions. The study was conducted in two stages: at first, characterization of two Planosols in the Experimental Farm Vale do Curu (Pentecoste - CE) to evaluate its potential for castor cultivation. At this stage the completely randomized split-plot design was used. In plots were evaluated two profiles of Planosols (P1 and P2), while two horizons (Ap and Btf) were evaluated in the subplots with four replications. In the second stage an experiment was conducted at the same site where the soils were characterized. In this experiment ten treatments consisting of the following castor bean cultivars were evaluated: IAC 20-28; IAC-Guarani; IAC-80; IAC-226; MPA-34; MPB -01; MPA-11; BRS- Energia; ParaguaÃu and Nordestina. To evaluate the productivity and oil production from cultivars was used the randomized-block design with four replicates. For assessments on root attributes and soil fertility was used in the randomized-block design with split plots. Ten castor bean cultivars were evaluated in the plots, while the sampling layers were evaluated in the subplots (0-10, 10-20 and 20-30 cm) with four replications. In the characterization step was found that Planosols studied have good yield potential due to its eutrophic character of medium natural fertility. However, the physical attributes checked in P2 showed values close to those considered limiting for plant development. When evaluating the interaction of plants with the soil, it was found that cultivars contributed to the chemical fertility, improving in depth the values of organic carbon (OC), calcium (Ca), phosphorus (P), sum of bases (SB), cation exchange capacity (CEC) and base saturation (V%). The soil cultivated with castor showed low values of total organic carbon (TOC), but most of that TOC was represented by the more stable fraction of soil organic matter. Out of the ten cultivars evaluated in terms of agronomic performance and income, those which responded satisfactorily to semiarid climatic conditions for productivity, oil content, nutritional status and root attributes were: Nordestina, ParaguaÃu, BRS- Energia an MPB-01.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The knowledge about soil physical changes and soil quality is important for the adequate targeting of management strategies to be adopted when soil is used for cropping. Considering the hypotheses that a) cultivation worsens soil quality, compared to soil under natural vegetation, for degrading its properties related to the porous geometry; b) biofertilizer application (organic matter) in soil under cultivation promotes an improvement in its physical attributes, compared to the soil under natural vegetation, for acting as a cementing agent between particles; c) soil physical changes can be assessed through indices and interpreted under the qulitative aspect; and d) the Srelative index obtained using the soil-water retention curve determined as close as possible to the structural porosity is more sensitive to physical changes than the Srelative obtained using a soil-water retention curve determined from air-dried soil, the objectives of this study were: 1) evaluate the effects of cultivation and biofertilizer application on the physical quality of a Cambisol cultivated with Ficus carica L., irrigated by drip system; 2) verify the efficiency of indicators at assessing changes in physical attributes; and 3) refine the method of obtention of the Srelative index, aiming to increase its sensitivity to the soil physical changes. In order to evaluate physical quality, five soil scenarios were analyzed: under fig cultivation without biofertilizer application (control), with application of 20%, 40% and 60% of the biofertilizer through irrigation, and secondary native forest (additional control), until the depth of 0.3 m, in the layers of 0.0-0.1 m, 0.1-0.2 m and 0.2-0.3 m, and four replicates. In these layers, disturbed and undisturbed soil samples were collected in order to perform physical analyses. The completely randomized design was adopted. For the refinement of Srelative, with the soil-water retention curve containing only textural porosity (reference curve), soil dispersion was performed in water and with the addition of 1 N sodium hydroxide (with and without removing sodium through washing). F tests were applied for the variance analysis and Dunnett test for mean comparison. Line parallelism and intercept tests were performed for the regressions between soil physical variables and Srelative obtained using air-dried soil, with dispersion in water and addition of 1 N sodium hydroxide (with and without washing). A multivariate analysis was also performed in the dataset. It was concluded that: 1) the porous network quality is improved, or kept, when soil is cultivated under the conditions described in this experiment; 2) when cultivated, biofertilizer application improves or, at least, maintains the quality of soil physical attributes in all considered layers, except for the soil air intrinsic permeability in the layer of 0.0-0.1 m; 3) regarding the soil under native forest, biofertilizer application improves or, at least, maintains the quality of soil physical attributes in all considered layers, except for the clay floculation degree in the layer of 0.0-0.1 m; 4) cases where the quality of soil physical attributes was worsened as a result of the applied treatments, although they were not considered as critical for plant development, are an indication that the adoption of specific management techniques is needed to avoid soil degradation; 5) most of the selected soil physical quality indicators are efficient at quantifying changes imposed to the soil structure; and 6) the Srelative index obtained from the method of soil dispersion in water is more sensitive to soil physical changes than the Srelative obtained using air-dried soil. / O conhecimento sobre as alteraÃÃes fÃsicas e qualidade do solo à importante para o direcionamento adequado das estratÃgias de manejo a serem utilizadas quando da exploraÃÃo do solo por cultivos agrÃcolas. Partindo das hipÃteses de que o cultivo, por degradar as propriedades do solo relacionadas com a geometria porosa, piora sua qualidade em relaÃÃo ao solo sob vegetaÃÃo natural, de que a aplicaÃÃo de biofertilizante (matÃria orgÃnica) em solo sob cultivo, por atuar como agente cimentante entre as partÃculas, promove a melhoria de seus atributos fÃsicos em relaÃÃo ao solo sob vegetaÃÃo natural, de que as alteraÃÃes fÃsicas do solo podem ser aferidas por Ãndices e interpretadas sob o aspecto qualitativo, e de que o Ãndice Srelativo obtido a partir da curva caracterÃstica de Ãgua no solo construÃda o mais prÃximo da porosidade textural à mais sensÃvel Ãs alteraÃÃes fÃsicas do solo do que o Srelativo obtido com a curva construÃda a partir de terra fina seca ao ar (TFSA), objetivou-se: 1) avaliar os efeitos do cultivo e da aplicaÃÃo de um biofertilizante sobre a qualidade fÃsica de um Cambissolo cultivado com Ficus carica L., irrigado por sistema de gotejamento; 2) verificar a eficiÃncia de indicadores em mensurar alteraÃÃes em atributos fÃsicos; e 3) refinar o mÃtodo de obtenÃÃo do Srelativo com o propÃsito de aumentar a sua sensibilidade Ãs alteraÃÃes fÃsicas do solo. Para fins de avaliaÃÃo da qualidade fÃsica, foram contempladas cinco situaÃÃes de solo: sob cultivo de figo sem aplicaÃÃo do biofertilizante (testemunha), com aplicaÃÃo de 20%, 40% e 60% do biofertilizante na lÃmina de irrigaÃÃo, e mata nativa secundÃria (testemunha adicional), atà a profundidade de 0,3 m, nas camadas de 0,0-0,1 m, 0,1-0,2 m e 0,2-0,3 m, e quatro repetiÃÃes. Nestas camadas foram coletadas amostras de solo com estruturas deformada e indeformada para a realizaÃÃo de anÃlises fÃsicas pertinentes ao objetivo do estudo. Foi adotado o delineamento inteiramente casualizado. Para o refinamento do Srelativo, com curva caracterÃstica de Ãgua no solo contendo somente porosidade textural (curva de referÃncia), foi feita a dispersÃo de solo em Ãgua e com adiÃÃo de hidrÃxido de sÃdio 1 N (com e sem remoÃÃo do sÃdio por lavagem). Foram aplicados os testes F para a anÃlise de variÃncia e de Dunnett para a comparaÃÃo de mÃdias. Foram realizados testes de paralelismo de retas e de intercepto para as regressÃes entre variÃveis fÃsicas do solo e Srelativo obtidos por TFSA, com dispersÃo em Ãgua e com adiÃÃo de hidrÃxido de sÃdio 1N (com e sem lavagem). TambÃm foi realizada anÃlise multivariada dos dados. Concluiu-se que: 1) a qualidade da rede porosa à melhorada, senÃo mantida, quando o solo à cultivado sob as condiÃÃes descritas neste experimento; 2) quando cultivado, a aplicaÃÃo de biofertilizante melhora ou, no mÃnimo, mantÃm a qualidade dos atributos fÃsicos do solo em todas as camadas consideradas, com exceÃÃo da permeabilidade intrÃnseca do solo ao ar na camada de 0,0-0,1 m; 3) em relaÃÃo ao solo de mata nativa, a aplicaÃÃo de biofertilizante melhora ou, pelo menos, mantÃm a qualidade dos atributos fÃsicos do solo em todas as camadas consideradas, exceto quanto ao grau de floculaÃÃo das argilas na camada de 0,0-0,1 m; 4) os casos em que houve piora da qualidade do atributo fÃsico avaliado em decorrÃncia dos tratamentos aplicados, ainda que eles nÃo sejam considerados crÃticos ao desenvolvimento de plantas, sÃo indicativos de que hà a necessidade de adoÃÃo de prÃticas de manejo especÃficas para evitar a degradaÃÃo do solo; 5) a maioria dos indicadores de qualidade fÃsica do solo selecionados à eficiente em quantificar as alteraÃÃes impostas à estrutura do solo; e 6) o Ãndice Srelativo obtido a partir do mÃtodo da dispersÃo de solo em Ãgua à mais sensÃvel Ãs alteraÃÃes fÃsicas do solo do que o Srelativo obtido por terra fina seca ao ar.

A estabilização de solos é uma técnica através da qual se busca a melhoria das características de comportamento do solo, especialmente em termos de resistência, deformabilidade, durabilidade e permeabilidade (Ingles & Metcalf, 1972). A ágil e rápida determinação do ganho de resistência de solos artificialmente cimentados ainda não é precisa, e necessita de grande aprimoramento. Com esse objetivo se desenvolveu um equipamento para previsão da resistência de solos moles orgânicos artificialmente cimentados que oferece rapidez nos ensaios e precisão nos resultados. O equipamento basicamente funciona com a cravação de uma haste com base circular alargada adaptada em um anel dinamométrico de nylon que penetra no solo e cujos resultados têm relação linear com a resistência à tração por compressão diametral e resistência à compressão simples independente do tipo de solo, adição de agente cimentante, tipo de agente cimentante, teor de umidade da mistura e tempo de cura. Neste estudo também são mostrados resultados do melhoramento de solo com diferentes teores de cimento e cal, bem como os efeitos dos teores de turfa e resíduo de folhas de eucalipto moídas. Além disso, são avaliados os efeitos do pH baixo através da acidificação das amostras com ácido clorídrico e sulfúrico. O teor de umidade do solo apresenta grande influência nos resultados, pois quanto maior a umidade menor a resistência ou maior o consumo de cimento. A adição de ácido húmico em teores de 0,5%, 2,1% e 4,0% apresentou redução de resistência à compressão simples. As misturas com resíduo de folha de eucalipto moídas e turfa apresentaram redução de resistência e também retardo na atuação dos agentes cimentantes. As misturas com adições de cimento atingiram de uma forma geral resultados superiores comparados com adições de cal virgem. No entanto a combinação de cimento e cal virgem apresentou ótimo desempenho até mesmo superior às misturas com adição de cimento. / Soil stabilization is a technique which seeks to improve the performance characteristics of the soil, especially in terms of strength, deformability, durability and permeability (Ingles & Metcalf, 1972). The agile and rapid determination of the resistance gain of artificially cemented soils is still not accurate and needs major improvement. The main objective of present research was the development and testing, as well as the correlation with standard equipments results, of an apparatus for predicting the resistance of artificially cemented organic soft soils in a fast and accurate testing procedure. The equipment developed in present research basically works with the penetration of a rod with a circular base (adapted in the tip of a dynamometer ring made of nylon) into cement treated soft soils whose results have linear relationship with the tensile strength and compression strength regardless of soil type, addition of cementing agent, type of cementing agent, moisture content of the mixture and curing time. In this study are also shown results of soil improvement due to insertion of different amounts of cement and/or lime, and the effects of the amounts of peat and crushed eucalyptus leaves into soil strength. Furthermore, the effects are evaluated from low pH by acidifying the sample with specific acids. The moisture content of the soil has a major influence on the results, the higher the humidity the lower resistance or higher cement consumption. The addition of humic acid at levels of 0.5%, 2.1% and 4.0% showed a reduction of the compressive strength. Mixtures with waste ground eucalyptus leaf and peat showed a delayed action on cementing agents. Some combinations of cements (cement, lime and ash) showed excellent performance. Combinations of cements generally obtained higher results compared to lime addition. However combinations of cement and lime came up with results better than mixtures with only cement.

O plantio direto (PD), associado a plantas de cobertura, pode melhorar os atributos químicos e a qualidade do solo, dependendo do tipo de solo. O objetivo da pesquisa foi avaliar o impacto do PD, associado a diferentes sistemas de cultura, durante longo período (~30 anos) sobre os atributos químicos e indicadores de qualidade de um solo de clima subtropical e de um solo de clima temperado (Estudos I e II), e da influência de sistemas de cultura sobre a eficiência da calagem superficial em PD em um solo de clima subtropical (Estudo III). Nos estudos I e II foram avaliados experimentos instalados em 1985 em Eldorado do Sul (Brasil) e em Concord (EUA) cultivados em PD e preparo convencional (PC). No experimento em Eldorado do Sul foram utilizados três sistemas de cultura: aveia (Avena strigosa)/milho (Zea mays) (A/M), ervilhaca (Vicia sativa)/milho (V/M) e aveia+ervilhaca/ milho+caupi (Vigna unguiculata) (AV/MC), em duas doses de N (0 e 180 kg ha-1). O experimento em Concord foi conduzido com dois sistemas de cultura: milho contínuo e milho-soja (Glycine max)], em três doses de N (0, 80 e 160 kg ha-1). O Estudo III foi conduzido em um experimento instalado em 1983 em PD, sendo avaliados atributos químicos relacionados à acidez do solo antes e dois anos após a calagem (5,0 Mg ha-1) em cinco sistemas de cultura: pousio/M (P/M), A/M, AV/M, AV/MC, LL (Lablab purpureus)+M (LLM), com e sem calagem e em duas doses de N (0 e 180 kg ha-1). As práticas de manejo de longa duração influenciaram os atributos químicos do solo, principalmente, na camada de 0 a 10 cm de profundidade, na qual o PD aumentou, em média, 23 % o teor de C orgânico do solo (COS), 30 % o teor de nitrogênio total (NT) e 100 % o teor de P disponível, em relação ao PC, nos dois solos. O COS e o NT aumentaram na ordem A/M<V/M<AV/MC, enquanto que, o pH, o P disponível e a saturação por bases reduziram na ordem A/M>V/M>AV/MC. O COS e o NT não foram influenciados, mas o pH e a saturação por bases aumentaram na rotação milho-soja. O COS aumentou 5% na dose de 160 kg N ha-1 no solo temperado. A adubação nitrogenada reduziu o pH e a saturação por bases nos dois solos, contudo reduziu 30 % o P disponível no solo subtropical, mas aumentou 20 % no solo temperado. O PD aumentou o estoque e o índice de estratificação (IE) do COS e do C orgânico particulado (COP) e o índice de labilidade (IL) nos dois solos. A inclusão de leguminosas aumentou o IE do COS e COP, e o IL em PD. Os sistemas com leguminosas de cobertura de solo aumentaram a acidificação e a saturação por Al3+ e reduziram a saturação por bases, comparado com sistemas exclusivamente de gramíneas. Após dois anos da calagem superficial o pH foi maior que 5,0 e a saturação por Al3+ foi < 4,0 % até 5 cm, independente do sistemas de cultura, porém, a saturação por bases aumentou para > 50 % até 7,5.cm. As práticas de manejo apresentam comportamento similar entre os diferentes solos, e os sistemas de culturas não influenciaram na eficiência da calagem na camada superficial do solo. / No-till (NT), associated with cover crops, can improve soil chemical properties and quality, which the magnitude of the effects possibly is dependent of soil type. The objective of this research was to evaluate the impact of NT, associated with different cropping systems, cultivated for long-term (~ 30 years) on soil chemical properties and quality indicators of subtropical soil in Southern Brazil and a temperate soil in Midwest US (Studies I and II), and cropping systems influence on liming efficiency in a subtropical soil under long-term NT (Study III). In Studies I and II were used two long-term experiments installed in 1985 in Eldorado do Sul (Brazil) and Concord (US) carried out under NT and conventional tillage (CT). In Brazil, the experiment was composed by three cropping systems: oat (Avena strigosa) / corn (Zea mays) (O/C), vetch (Vicia sativa)/corn (V/C) and oat+vetch/corn+cowpea (Vigna unguiculata) (OV/CC), with two N rates (0 and 180 kg ha-1). In US, the experiment was conducted with two crop rotations: continuous corn and corn-soybean (Glycine max), with three N rates (0, 80 and 160 kg ha-1). The Study III was conducted in a third experiment under NT and assessed soil chemical attributes related to acidity, before and two years after liming (5.0 Mg ha-1), in five cropping systems: fallow/C (F/C), O/C, OV/C,OV/CC, LL (Lablab purpureus)+C LLM), with and without liming and two N rates (0 and 180 kg ha-1). The long-term management effects on soil chemical properties were confined from 0 to 10 cm depth, in which NT system increased, in average, 23 % of soil organic C (SOC), 30 % of total N (TN), 100 % of available P, compared with CT in subtropical and temperate soil. Subtropical cropping systems increased SOC and TN in the order O/C<V/C<OV/CC, while soil pH, available P and base saturation decreased in the order O/C<V/C<OV/CC. Temperate crop rotation had no effects on SOC and TN, but soil pH and base saturation increased in corn-soybean rotation. Nitrogen fertilization increased 5 % of SOC in the N rate of 160 kg ha-1 in temperate soil. Nitrogen fertilization decreased soil pH and base saturation in both soils, but decreased 30% available P in subtropical soil, but increased 20% in temperate soil. No-till increased SOC and particulate organic C (POC) stocks, SOC and POC stratification ratio (SR) and lability index (LI) in both soils. Legume-based cropping systems increased the SOC and POC SR and LI under NT. Besides, legume-based cropping systems increased soil acidification and Al3+ saturation, and decreased base saturation, compared with grass crops. After two years of superficial liming, soil pH increased to >5.0 and Al3+ saturation decreased to <4.0% up to 5 cm, regardless of cropping systems, and base saturation increased to >50% up to 7.5 cm depth. Long-term management practices have similar behavior in the subtropical and temperate soil, and cropping systems has no influence on liming efficiency in topsoil.

Nas mais diversas atividades industriais hoje existentes está presente a problemática dos resíduos gerados e seu gerenciamento. Os efluentes líquidos são uma grande fonte de poluição dos recursos hídricos, sendo necessário o controle das condições de seu descarte. Para efluentes contendo poluentes orgânicos uma das alternativas de tratamento que vem sendo muito utilizada é o uso de Processos Oxidativos Avançados - POA’s. Esses processos se baseiam na geração de radicais livres, principalmente o radical hidroxila (HO.), que possui alto poder oxidante e pode promover a degradação de vários compostos poluentes eficientemente. Esses processos têm obtido grande atenção devido ao aumento da complexidade e dificuldade no tratamento de águas residuárias, o que tem sido motivo para a busca de novas metodologias visando a remediação desses rejeitos. Diante disso, o presente trabalho tem por objetivo estudar os processos (POA’s), para a degradação da matéria orgânica em efluente oriundo da descontaminação de madeira tratada com Arseniato de Cobre Cromatado – CCA. Este efluente é gerado através de extração ácida em ciclos de madeira tratada com CCA que foram utilizados como postes tanto de eletricidade como de telefonia. O efluente gerado na extração ácida foi caracterizado através dos parâmetros de pH, Condutividade, Demanda Química de Oxigênio, Carbono Orgânico Dissolvido, Sólidos totais e metais. Após caracterização, o efluente foi submetido aos processos oxidativos avançados de Fotólise, Fotocatálise heterogênea, Eletrólise e Fotoeletrooxidação, a fim de degradar a matéria orgânica. Depois de realizados os processos, o efluente foi caracterizado novamente com os mesmos parâmetros. Pode-se concluir que todos os processos utilizados alcançaram resultados positivos, degradaram a matéria orgânica, mas o processo que obteve melhor rendimento de degradação foi o de Eletrólise que degradou 68% da matéria orgânica presente no efluente. / In the most diverse industrial activities exist today is present the problem of waste generated and its management. Liquid effluents are a major source of pollution of water resources, requiring the control of the disposal conditions. For wastewater containing organic pollutants the use of Advanced Oxidation Processes - POA's has been widely used. These processes are based on the generation of free radicals, especially the hydroxyl radical (HO.), which has high oxidizing power and can promote the degradation of several polluting compounds efficiently. These processes have achieved great attention due to the increasing complexity and difficulty in the treatment of residual waters, which has been the reason for the search of new methods for remediation of these wastes. Therefore, this paper aims to study these processes (POA's) for the degradation of organic matter in the effluent coming from the decontamination of wood treated with CCA - chromated copper arsenate. This effluent is generated by cycles of acid extraction of wood treated with CCA which were used as both telephone and electricity poles. The effluent generated by the acid extraction was characterized by the parameters pH, conductivity, chemical oxygen demand, dissolved organic carbon and metals. After characterization, the effluent was subjected to advanced oxidation processes photolysis, heterogeneous photocatalysis, Electrolysis and photoelectrooxidation (which are the three processes together) in order to degrade organic matter. After the effluent treatment, the solution was again characterized by the same parameters. It can be concluded that all the processes used have achieved positive results, degradeding organic matter, but the process that showed the best performance degradation was the electrolysis with 68% less organic matter.