Os dejetos suínos são caracterizados pelo elevado teor de sólidos, matéria orgânica, nutrientes (nitrogênio e fósforo), substâncias patogênicas, cor e odor, e, desta forma, se não forem corretamente tratados, tornam-se um poderoso poluidor ambiental e podendo acarretar risco potencial à saúde humana e ao meio ambiente. Neste contexto, surgem os chamados Processos Oxidativos Avançados (POA), que são métodos eficientes para a degradação de compostos orgânicos. No presente trabalho foi empregado um processo híbrido (físico e químico), principalmente a utilização da ozonização, potencializando o processo de tratamento com outros reagentes relevantes no tratamento de águas residuárias de suinocultura do Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ), campus Pinheiral-RJ. A caracterização do efluente de suinocultura in natura, pré-tratado e tratado foi realizada empregando-se métodos consolidados [DQO, COT, DBO5, surfactantes aniônicos, óleos e graxas, fenol, peróxido de hidrogênio, Nitrogênio (orgânico), Sólidos (ST, STV e STF) e elementos metálicos]. Primeiramente, somente processos químicos exploratórios de ozonização (sem e com Fe2+) foi testado e, devido à pouca eficiência deste tratamento (25,3 % e 21,1 % para COT e DQO, respectivamente), foi necessário um pré-tratamento físico-químico por meio da ozonização com cal hidratada, avaliando fatores como quantidade de cal, quantidade de floculante polimérico e tempo reacional, com resultados de 43,7 % para COT e 42,9 % para DQO. Posteriormente, o sobrenadante deste pré-tratamento (O3 + cal) foi usado em novos experimentos utilizando o processo de ozonização combinado com Fenton partindo do efluente pré-tratado, resultando na redução de 95,6 %, para COT, e 96,3 % para DQO, comparados com o efluente pré-tratado com ozônio e cal. A estimativa de custos operacionais e reacionais para o tratamento combinado (POA com Cal/POA com Fenton) totalizou em R$ 0,1016 por litro de efluente tratado. Também, os resíduos provenientes dos tratamentos POA com cal e POA com Fenton mostraram-se ser potenciais fertilizantes nos testes preliminares seguindo as normas da EMBRAPA, sendo testados para o solo Argissolo e para a espécie de planta Schinus molle. Após um período de 60 dias, visualmente as plantas com as presenças do fertilizante de Cal e fertilizante Cal + Ferro apresentaram maior crescimento. / Swine manure is characterized by high solids content, organic matter, nutrientes (nitrogen and phosphorus), pathogenic substances, color and odor. If not properly treated, they become a powerful environmental polluter and may result in a potential risk to human health and the environment. In this context, arise the Advanced Oxidation Processes (POAs), which are efficient methods for the degradation of organic compounds. In the present work a hybrid process (physical and chemical) was employed, mainly the use of ozonation, potentiating the treatment process with factors of greater relevance in the treatment of swine wastewater of Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ), campus Pinheiral-RJ. The in natura and treated swine effluent characterization was carried out using consolidated methods [COD, COT, BOD5, anionic surfactants, oils and greases, phenol, hydrogen peroxide, Nitrogen (organic), Solids (ST, STV and STF) and metal elements]. First, only ozonation chemical processes (without and with Fe2+) were tested and, due to the low efficiency of this treatment (25.3% and 21.1% for TOC and COD, respectively). It was necessary a physical-chemical pretreatment using ozonation with hydrated lime evaluating factors such as amount of lime, amount of polymeric flocculant and reaction time, with results of 43.7% for TOC and 42.9% for COD. Afterwards, the supernatant from this pretreatment (O3 + lime) was used in new experiments using the ozonation process combined with Fenton starting from the pretreated effluent, resulting in reductions of 95.6% for TOC and 96.3% for COD, compared to the effluent pretreated with ozone and lime. The estimate of operational and reactional costs for the combined treatment (POA with Lime/POA with Fenton) totaled R$ 0.1016 per liter of treated effluent. In addition, the residues from the POA with Lime and POA with Fenton treatments proved to be potential fertilizers in the preliminary tests following EMBRAPA standards, being tested for the Argissolo soil and for the Schinus molle plant species. After a period of 60 days, visually the plants with the presence of Lime fertilizer and Lime + Iron fertilizer showed higher growth.

Um dos grandes pilares para o sucesso da produtividade da produção de suínos é o aumento da taxa de leitões nascidos por matriz. Porém, para que esse resultado seja satisfatório, é necessário reduzir as taxas de mortalidade de leitões ao nascimento e aumentar o ganho de peso por leitegada. Nesse sentido, deve-se priorizar o bem-estar dos animais, reduzir os custos na produção e utilizar recursos favoráveis à sustentabilidade da produção. A borracha reciclável é um excelente recurso sustentável, podendo trazer benefícios para os leitões por ser um produto resistente, que absorve impacto e apresenta consistência macia, tornando o ambiente mais confortável, bom condutor térmico e antiderrapante. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a eficiência da cobertura do piso de escamoteadores com borracha reciclável com a utilização de dois diferentes tipos de tapete, em relação à utilização de piso convencional (piso de concreto coberto por maravalha), com o propósito de identificar a melhor adaptação dos leitões, observando o conforto térmico e consequentemente o desenvolvimento animal e aumento da produtividade. A pesquisa foi realizada no município de Mogi-Mirim/SP entre os meses de julho a agosto de 2015. Foram estabelecidos três tipos de tratamento: Tratamento 1 (T1) - piso coberto por maravalha; Tratamento 2 (T2) - piso coberto com tapete de borracha inteiriça; Tratamento 3 (T3) - piso coberto com tapete de borracha vazada, para 12 leitegadas (±50 animais/ tratamento). Os parâmetros analisados foram: comportamento e avaliação fisiológica avaliados em dias intercalados durante o experimento, em três períodos: manhã (H1 - 7:00h às 11:00h), tarde (H2 - 12:00h às 15:00h) e noite (H3 - 16:00h às 18:00h); e os índices zootécnicos e microclima das instalações avaliados diariamente. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado (DIC) para as análises dos dados referentes à entalpia, ITU e comportamento; e delineamento em blocos casualiazados (DBC) referente aos dados das análises fisiológicas. As médias foram analisadas pelo teste de Tukey, a 5% de significância. A análise do microclima das instalações evidenciou estresse por frio constante, caracterizado pela entalpia abaixo de 68,40, porém dentro da faixa ideal dada pelo índice de temperatura e umidade (menor ou igual a 70). Os animais dos tratamentos com piso do escamoteador coberto por tapete de borra (vazado e inteiriço) mativeram-se por maior tempo, e expressaram uma maior quantidade de comportamentos dentro do escamoteador, quando evidencianda a escolha por um local de melhor conforto, em comparação ao tratamento convencional (maravalha). A utilização do tapete (inteiriço e vazado) influenciou de forma positiva, em melhorias na produção, ao que se refere ao índice de mortalidade por esmagamento. Este trabalho abre novas possibilidades de se avaliar a utilização de tapete de borracha reciclável na produção de suínos. Inaugura possibilidades de estudo de novos designs de tapete e de local de instalação, a fim de estabelecer um produto inovador e sustentável, tornando-o uma ferramenta rentável e eficientemente econômica na produção de suínos. / One of the great pillars for the swine production productive success is the increase in the rate of piglets by sow. However, for this result to be satisfactory it is necessary to reduce the piglet death rate at birth and increase the weight gain by litter. Hence, the animal welfare must be prioritized, the production costs reduced and favorable resources to the production sustainability used. The rubber is recyclable and it is an excellent sustainable resource that can benefit the piglets since it is a resistant material capable of absorbing impact, soft, able to make the environment more comfortable, good heat conductor and non-slip. The objective of this research is to evaluate the efficiency of covering the creep ground with recyclable rubber with the utilization of two different kinds of mats in relation to conventional ground (concrete covered by shavings), aiming to identify the best piglets adaptation taking in observation the thermal comfort, the animal development and increase in productivity. The research took place in the municipality of Mogi-Mirim/SP from July to August of 2015. Three treatments were established: Treatment 1 (T1) - ground covered by shavings; Treatment 2 (T2) - ground covered by rubber mat; Treatment 3 (T3) - ground covered by leaked rubber mat, for 12 litters (+-50 animals/treatment). The analyzed parameters were: behavior and physiological evaluation every other day during the experiment, in three periods: mornings (H1 - 7:00h to 11:00h), afternoon (H2 - 12:00h to 15:00h) and evening (H3 - 16:00h to 18:00h); and the zootechnical indices and the facilities microclimate evaluated daily. It was utilized a Completely Randomized Design (DIC) for the analyses of the enthalpy data, ITU and behavior; and Randomized-Completeblocks Design (DBC) for the physiological analysis. The averages were analysed by the Tuckey\'s test at 5% significance. The facilities microclimate analysis emphasized a constant cold stress, characterized by the enthalpy below 68,40, however, it falls in the ideal range given by the humidity and temperature index (less or equal to 70). The animals from the treatments with rubber mats maintained for a longer period of time and expressed a greater quantity inside of the creep, evidencing a choice for a place of better comfort, compared to the conventional treatment (shavings). The utilization of mats influenced in a positive way in the production when it comes to mortality by crushing. This study opens up new possibilities of evaluating the utilization of recyclable rubber in swine production. Inaugurate possibilities of studying new mat designs, placing in order to establish an innovative product, sustainable, making it a rentable tool, economically efficient in the swine production.

A contaminação ambiental por antibióticos e antimicrobianos quimioterápicos despertou o interesse da comunidade científica devido à possibilidade do desenvolvimento de resistência bacteriana e de efeitos ecotóxicos sobre organismos não-alvo. As águas residuárias contaminadas representam a principal fonte de dispersão desses fármacos para o meio ambiente. Enquanto as tecnologias anaeróbias têm sido crescentemente aplicadas para o tratamento de águas residuárias de origem agroindustrial, frequentemente contaminadas com antimicrobianos, pouco se sabe sobre as transformações que esses micropoluentes podem sofrer durante o tratamento. O objetivo do presente trabalho foi a investigação da degradação do antimicrobiano veterinário sulfametazina (SMZ) durante o tratamento anaeróbio de água residuária de suinocultura. Para tanto, foram conduzidas três fases experimentais. Na primeira fase, ensaios em batelada foram realizados com o intuito de avaliar a contribuição da biodegradação anaeróbia e de outros fenômenos na remoção de SMZ da fase líquida. A segunda fase envolveu a operação de três reatores anaeróbios contínuos em escala de bancada alimentados com água residuária sintética contaminada com SMZ, um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), um reator anaeróbio de mistura e biomassa imobilizada (RAMBI) e um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB). Avaliou-se o efeito da variação da DQO total afluente e do TDH na eficiência de remoção de SMZ. Na terceira fase, o RAHLF foi alimentado com água residuária de suinocultura real présedimentada e acrescida de SMZ. Os resultados obtidos durante a primeira fase permitiram o desenvolvimento de um modelo matemático de dois compartimentos que apontou a fase aquosa como o compartimento biodisponível para a degradação de SMZ. Não foram observadas diferenças expressivas de desempenho dos reatores anaeróbios na remoção de SMZ para as condições experimentais ensaiadas na segunda fase. As condições operacionais que permitiram máxima remoção de SMZ foram TDH de 24 h e DQO total afluente de 3000 mg O2.L-1, que resultaram em eficiências médias de remoção de SMZ de 74%, 71% e 70% para os reatores RAHLF, RAMBI e UASB, respectivamente. Observou-se que a biodegradação anaeróbia de SMZ é favorecida pelo aumento da velocidade de degradação de matéria orgânica, como esperado para uma transformação cometabólica. Embora a degradação de SMZ tenha sido interrompida durante a alimentação do RAHLF com água residuária de suinocultura, os resultados obtidos mostraram que a biodegradação de SMZ pode acontecer em reatores anaeróbios e pode ser favorecida por meio do controle de parâmetros de operação adequados, demonstrando o potencial de aplicação dessa tecnologia no abatimento de emissões desse fármaco. / Environmental contamination by antibiotics and antimicrobial chemotherapeutics has drawn the attention of the scientific community because of the possibility of bacterial resistance development and toxic effects on non-target organisms. Contaminated wastewaters are the main sources of antimicrobial dispersion to the environment. While anaerobic technologies have been increasingly applied to the treatment of agricultural wastewaters, which are often contaminated with antimicrobials, little is known about the changes that these micropollutants can undergo during treatment. The objective of this study was to investigate the degradation of the veterinary antimicrobial sulfamethazine (SMZ) during the anaerobic treatment of swine wastewater. Three experimental phases were performed. In the first phase, batch tests were performed in order to evaluate the contribution of anaerobic biodegradation and other phenomena to the overall removal of SMZ from the liquid phase. The second phase involved the operation of three continuous, bench-scale anaerobic reactors fed with SMZ-contaminated synthetic wastewater: a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor, an anaerobic stirred reactor with immobilized biomass (ASRIB) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The effect of varying the total influent COD and the HRT on SMZ removal efficiency was evaluated. In the third phase, the HAIB was fed with real presedimented swine wastewater contaminated with SMZ. The results obtained during the first phase allowed the development of a two-compartment mathematical model which established the aqueous phase as the bioavailable compartment for SMZ degradation. No significant differences in SMZ removal performance between the three reactors were observed in the second phase. The maximum removal of SMZ was observed for a HRT of 24 h and total influent COD of 3000 mg O2.L-1, which resulted in average SMZ removal efficiencies of 74%, 71% and 70% for the HAIB, ASRIB and UASB reactors, respectively. It was observed that the anaerobic biodegradation SMZ is favored by increasing the organic matter degradation rate, as expected for cometabolic transformations. Although SMZ degradation ceased when the HAIB was fed with swine wastewater, the experimental results showed that the biodegradation of SMZ occurs in anaerobic reactors and can be enhanced by controlling appropriate operating parameters, demonstrating the potential of this technology for the abatement of SMZ emission.

A alimentação humana é o tema mais relevante nas pautas do mundo todo, em que a necessidade de segurança alimentar e a preocupação dos consumidores a respeito do produto consumido levou à visão da necessidade de garantir a sanidade, a qualidade e a procedência do produto. Com o aumento do poder da computação a um custo flexível, técnicas de processamento digital e a sistemas de instrumentação eletrônica vêem se moldando a produção animal com o objetivo de otimizar a criação. Mostra-se hoje uma significativa importância da identificação eletrônica animal como uma ferramenta para a rastreabilidade dos animais produzidos comercialmente. O objetivo do presente projeto foi avaliar a viabilidade técnica de um sistema de identificação eletrônica com tecnologia RFID para identificação de suínos do ponto de vista eletrônico e zootécnico, avaliando a eficiência do uso da identificação com dispositivos eletrônicos, acoplados a brincos de diferentes modelos, facilidades de aplicação e permanência no animal. Foram avaliadas a eficiência do dispositivo quanto à sua disposição no animal e teste do equipamento desenvolvido em um grupo de leitões. Foram realizados protótipos de 6 tipos diferentes de brincos eletrônicos, e verificada a eficiência em laboratório e nos animais a campo. Os melhores modelos observados em relação a adaptação nos animais em todas as fases da produção, os quais não apresentaram quedas, problemas no comportamento do animal, e mal cicatrização, foram os modelos 4 e 5. Com esse resultado pode-se verificar a eficiência e consistência dos dados gerados e da utilização de brincos na suinocultura. Com o projeto foi possível analisar a viabilidade dos brincos de forma científica e de forma a fornecer um novo produto nacional ao mercado suinícola, o brinco se mostra viável e de grande uso comercial. / Is the more relevant subject in tariffs around the world, where the need for food safety and consumer concern about the product consumed leading to the vision of the need to ensure the health, quality and origin of the product. With increasing computing power at a cost flexible techniques of digital signal processing systems coupled to electronic instrumentation, come to shaping up the casting quality control and optimizing in animal production. Today a significant importance of electronic animal identification as a tool for the traceability of animal production, the objective of this project was to evaluate the electronic identification system with RFID technology for identification of pigs from the point of view electronics, such as livestock, evaluating the use of electronic identification devices, coupled to ear tags of different models, ease of application and remain in the animal. We used prototypes of 6 models of electronic ear tags, and checking the efficiency in the laboratory and in animals in the field. We have ear tags with excellent reading ability of data transmission, and the best models for the adaptation observed in animals at all stages of production, and that showed no falls, problems in animal behavior and welfare, and poorly healing were the model 4 and 5. With this result we can verify the efficiency and consistency of data generated and the use of earrings in pigs. With the project it was possible to examine the viability of ear tags in swine, in a scientific manner and to provide a new product to market domestic pig, the ear tags in swine identification of in order to provide a new national product to market swine.

Desde a revolução industrial, ações não sustentáveis provenientes das atividades industriais, econômicas e de consumo têm provocado mudanças na biosfera devido ao aumento dos gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera, o que faz com que a mudança climática seja um dos maiores desafios do século XXI. Frente a isso, foi adotado em dezembro de 1997 o Protocolo de Quioto, que prevê em seu artigo 12 o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). Sob este mecanismo enquadram-se atividades de projeto que propõem a técnica de biodigestores em granjas para captação e queima do biogás produzido como resultado da degradação do dejeto. A presente pesquisa tem como objetivo analisar a viabilidade de implantação de biodigestores para tratamento de resíduos da suinocultura em diferentes escalas considerando dois cenários: (1) a inserção da atividade do projeto no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo e (2) a geração própria de energia elétrica a partir do biogás, considerando os três sistemas de produção Unidade Produtora de Terminação (UPT), Unidade Produtora de Leitão (UPL) e Unidade Produtora Ciclo Completo (UPC). Trata-se de uma pesquisa de natureza exploratória-descritiva realizada com base em análise documental e entrevistas com atores chaves do mercado de carbono. Após o levantamento destas informações, foram calculados os indicadores financeiros para uma análise comparativa dos cenários avaliados. Observou-se que a rentabilidade financeira nos diferentes tamanhos de plantéis é maior para o cenário de geração e auto-consumo de energia elétrica do que para a inserção da atividade do projeto no MDL. / Since the industrial revolution, unsustainable industrial, economic and consumption activities have caused changes in the biosphere due to increase of greenhouse gases (GHGs) in the atmosphere, which means that climate change is one of the biggest challenges of XXI century. In face of that, the Kyoto Protocol was adopted in December of 1997, which stipulates in its article 12 the Clean Development Mechanism. Under it is included biodigestor techniques to capture and burn the biogas produced, as a result of the pig waste degradation. This study proposes analyze the feasibility of implementation of biodigestors for residues treatment in the swine farms at different scales by considering two scenarios: (1) the insertion of the project activity in the Clean Development Mechanism and (2) the generation of electrical energy from biogas for the three production systems (UPT, UPL and UPC). This study is a descriptive exploratory research based on documental analyzes and interviews hold with key actors involved in the carbon market. Then, to compare the feasibility from both scenarios evaluated in this study, financial indicators were calculated. As result, the finance profitability of different scales considered in this research is higher for self- generation and power consumption than for CDM project activity.

Cardiomiopatia dilatada (CMD) é uma doença miocárdica caracterizada por dilatação cardíaca e redução da contratilidade da parede do ventrículo esquerdo ou de ambos os ventrículos, sendo a etiologia de origem genética ou desconhecida. Em suínos existem raros relatos de CMD, sendo frequentemente relacionados com intoxicações por ionóforos ou gossipol. Surtos de CMD de etiologia desconhecida em suínos de rebanhos comerciais no Brasil sugeriram a existência de nova etiologia, possivelmente nutricional. Este estudo teve como objetivo investigar as possíveis causas dos surtos de CMD em suínos, a partir de análises macroscópicas, microscópicas, bioquímicas, cromatográficas, moleculares, imuno-histoquímica (IHQ) e reprodução experimental. E teve como resultado 2 artigos científicos. O primeiro artigo descreve os achados clínicos, patológicos, químicos e toxicológicos de três surtos de CMD em suínos de crescimento, além da reprodução experimental desta condição utilizando a ração de uma das propriedades afetadas. Para o estudo experimental utilizou-se 9 animais divididos em 3 grupo; Grupo 1 recebendo ração suspeita, Grupo 2 metade ração suspeita mais metade de ração controle e o grupo 3 recebeu ração controle. Dois suínos do grupo 1 apresentaram condições clínicas e patológicas semelhantes aos casos naturais após 8 dias de consumo da ração suspeita. Os principais sinais clínicos observados eram tosse e dispneia grave. Na necropsia foram constatados dilatação cardíaca bilateral acentuada, hidrotórax, hidropericárdio, edema pulmonar, ascite e fígado com aspecto de noz moscada. O segundo artigo teve como objetivo fazer a caracterização histológica, histoquímica e imuno-histoquímica das lesões cardíacas em 8 suínos com CMD e compara-las com dois suínos controles. As principais lesões evidenciadas foram atrofia de cardiomiócitos, vacuolização sarcoplasmática, ruptura de miofibras e fibras com padrão ondulado evidenciadas nas colorações de hematoxilina e eosina (HE), Tricrômico de Masson e Picrosírius. Na análise imuno-histoquímica utilizando o anticorpo anti-desmina houve uma imunomarcação reduzida ou inexistente em áreas com lesões histopatológicas. A imuno-histoquímica anti-desmina demonstrou ser uma importante ferramenta diagnóstica para caracterização de lesões de CMD em suínos. / Dilated cardiomyopathy (DCM) is a myocardial disease characterized by cardiac dilatation and reduced contractility of the left ventricular wall or both ventricles, the etiology of which is genetic or unknown. In pigs there are rare reports of DCM and are often related to ionosphere or gossypol poisoning. DCM outbreaks of unknown etiology in swine from herds in Brazil suggested the existence of a new, possibly nutritional, etiology. This study aimed to investigate the possible causes of DCM in pigs through macroscopic, microscopic, biochemical, chromatographical, molecular and immunohistochemical (IHC) evaluations, as well as the experimental reproduction of the disease. The project resulted in 2 scientific papers. The first article describes the clinical, pathological, chemical and toxicological findings of three DCM outbreaks in grower pigs, in addition to the experimental reproduction of this condition using the ration of one of the affected farms. For the experimental trial, 9 animals were divided into 3 groups; Group 1 received suspected ration only, Group 2 was fed a diet composed of half suspected ration plus half control ration, and group 3 received control ration only. Two pigs from group 1 presented clinical and pathological conditions similar to the natural cases after 8 days of consumption of the suspected ration. The main clinical signs observed were cough and severe dyspnea. At necropsy, bilateral cardiac dilatation, hydrothorax, hydropericardium, pulmonary edema, ascites and liver with the appearance of nutmeg were observed. The second article aimed to perform the histological, histochemical and immunohistochemical characterization of the cardiac lesions in 8 pigs with DCM and compare it with two control pigs. The main lesions evidenced were cardiomyocyte atrophy, sarcoplasmic vacuolization, rupture of myofibers and fibers with corrugated pattern evidenced in the staining of hematoxylin and eosin (HE), Masson's trichrome (MT) and Picrosírius (PS). Immunohistochemistry analysis using the anti-desmin antibody showed reduced or non-existent immunostaining in areas with histopathological lesions. The anti-desmin IHC proved to be an important tool for the diagnosis and characterization of DCM lesions in pigs.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2016-10-19T19:18:40Z No. of bitstreams: 1 2015 - Jo?o Ant?nio Montibeller Furtado e Silva.pdf: 2711514 bytes, checksum: effd09162dc88c6c073a5293a03578ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-19T19:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015 - Jo?o Ant?nio Montibeller Furtado e Silva.pdf: 2711514 bytes, checksum: effd09162dc88c6c073a5293a03578ff (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / CAPES / FAPERJ / In the zones that produce swine, the farms have a high concentration of animals that generate large amounts of slurry, which becomes a problem due to lack of agricultural area for distribution, at the rates calculated to be used as a supply of nutrients to crops. Systematic application of pig slurry (PS) can increase the levels of heavy metals (HMs) in the soil. The HMs dynamics in the soil depends on their chemical form, the slurry characteristics, plant absorption capacity and the phytomass management. The purpose of this study was to study the effect of applying PS fertilizing and intensity of nutrient removal, represented by managements of biomass, in the dynamics of soil HMs. The levels of heavy metals (Cu, Zn, Mn, Ni and Pb) were evaluated in a area with Typic Hapludox soil, after three applications of PS. The Humic Acid (HA) obtained from PS samples was characterized in terms of elemental composition, nuclear magnetic resonance of carbon-13 and infrared spectroscopy, in order to evaluate their potential to interact with the HMs. The total contents of Cu, Zn, Mn, Ni and Pb was determined in feed samples, PS from slurry tanks on a finishing swine farm and plants fertilized with PS, consisting a consortium of lopsided oat (Avena strigose, Schreb.) and Italian rye grass (Lolium multiflorum Lam.). The dynamics of HMs in soil was assessed by determining the pseudototals levels in six layers (0-2.5; 2.5-5; 5-10; 10-20; 20-40; 40-80 cm), and bioavailable in the layer of most exploration of consortium roots studied (0-20 cm). The metals Cu, Zn, Mn, Ni e Pb were found in the feed, indicating the source and origin of the HMs in the PS. With 55% of aliphatic chains, 14% of oxygenated aliphatics and 15% of carboxyl, the characterization of HA in the PS showed a high capacity to interact and form soluble complexes with HMs. All analysed HMs had pseudototals levels that increased in all six layers of soil, as a function of the PS dose applied, and the bioavailable forms in the arable layer (0-20 cm). The management with higher intensity of biomass removal, the soil showed the lowest levels of HMs, pseudototal and bioavailables. The total metal accumulation in plants showed a positive and significant correlation with the levels of bioavailables in the soil, suggesting that the HMs were in exchangeable and/or hydrosoluble forms, capable of being transferred to water bodies and to enter the food chain. / Nas regi?es produtoras de su?nos, as granjas apresentam elevadas concentra??es de animais que geram grandes quantidades de res?duos, tornando-se um problema devido ? falta de ?rea agr?cola para sua distribui??o, em taxas calculadas para o fornecimento de nutrientes para as culturas.Aplica??es sistem?ticas de dejeto l?quido de su?nos (DLS) podem elevar os teores de metais pesados (MPs) no solo. A din?mica dos MPs depende da forma qu?mica que se encontram no solo, das caracter?sticas do res?duo aplicado, da absor??o pelas plantas e do manejo da fitomassa. Com o objetivo de estudar os efeitos da aplica??o de dejeto l?quido de su?nos e da intensidade de remo??o de nutrientes, representadas por manejos de fitomassa, na din?mica de MPs do solo, o presente trabalho avaliou os teores de metais pesados (Cu, Zn, Mn, Ni e Pb) em uma ?rea de Nitossolo Vermelho Distr?fico, ap?s tr?s aplica??es de DLS.Os ?cidos h?micos (AH) obtidos de amostras de DLS foram caracterizados quanto ? composi??o elementar,resson?ncia magn?tica nuclear do carbono-13 e espectroscopia de infravermelho, a fim de se avaliar o seu potencial de intera??o com os MPs. Foram determinados os teores totais de Cu, Zn, Mn, Ni ePb em amostras de ra??o, DLS oriundo de esterqueiras, e em tecido do cons?rcio de plantas de aveia preta (Avena strigosa Schreb.) e azev?m (Lolium multiflorum Lam.) adubadas com DLS. A din?mica dos MPs no solo foi avaliada atrav?s da determina??o dos teores pseudototais em seis camadas do solo (0-2,5; 2,5-5; 5-10; 10-20; 20-40, e 40-80 cm), e biodispon?veis na camada de maior explora??o das ra?zes do cons?rcio estudado (0-20 cm).Os metais Cu, Zn, Mn, Ni e Pb foram encontrados na ra??o, indicando a origem desses MPs no DLS. A caracteriza??o dos AH do DLS, com 55% de cadeias alif?ticas, 14% alif?ticas oxigenadas e 15% de carboxilas, demonstra a sua alta capacidade de intera??o e forma??o de complexos sol?veis com MPs. Todos os metais avaliados apresentaram ac?mulo nas seis camadas do solo em fun??o da dose de DLS aplicada, inclusive em formas biodispon?veis na camada ar?vel (0-20 cm). No manejo com maior intensidade de remo??o de fitomassa, o solo apresentou os menores teores de MPs, tanto pseudototais, como biodispon?veis. O ac?mulo total desses metais nas plantas apresentou correla??o positiva e significativa com os teores biodispon?veis do solo, indicando que os MPs se encontravam em formas troc?veis e/ou hidrossol?veis, com capacidade para serem transferidos para corpos h?dricos e entrar na cadeia tr?fica.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonathan Dieter.pdf: 502134 bytes, checksum: 0715591952d78facfe1347c37dd131d8 (MD5) Previous issue date: 2010-11-10 / The western region of Paraná is characterized as a wetland, where the average monthly rainfall exceeded 100 mm. In this region the pig is a very intense activity which causes environmental and public health due to the significant volume of waste generated. Most of the properties is common to allocate the liquid and solid wastes to the soil in the period between harvests as a fertilizer and water reuse in agriculture. However, this practice associated with the humid climate of the region enhances the diffuse pollution in order to impact, particularly surface water depending on the process of runoff, leading to eutrophication of water bodies and lower layer of fertile soil in the region. Thus, it is necessary to study the nutrient losses in runoff water and sediments carried by considering the application of different rates of pig manure in the soil and also with different intensities of rain with characteristic erosive. The results showed that the concentration of available soil phosphorus in the soil Erdöd is dependent on the application rate of swine wastewater and that during the flow is greater superfical transferecia soluble phosphorus to water early in the runoff. / A região oeste do Paraná caracteriza-se como uma região úmida, onde as precipitações médias mensais ultrapassam 100 mm. Nessa região a suinocultura é uma atividade bastante intensa o que provoca preocupações ambientais e de saúde pública em decorrência do volume significativo de dejetos gerados. Na maior parte das propriedades é comum destinar os dejetos líquidos e sólidos ao solo no período entre-safra como forma de adubação e reúso de água na agricultura. Porém, esta prática associada ao clima úmido da região potencializa a poluição difusa de modo a impactar, principalmente as águas superficiais em função do processo de escoamento superficial, propiciando a eutrofização dos corpos d´água e à diminuição da camada fértil dos solos da região. Deste modo, faz-se necessário estudar as perdas de nutrientes na água de escoamento superficial e nos sedimentos carreados, considerando a aplicação de diferentes taxas de dejetos suínos no solo e também de diferentes intensidades de chuva com característica erosiva. Os resultados demostraram que a concentração de fósforo disponível do solo como no solo erdodido é dependente da dose de aplicação de água residuária da suinocultura e, que durante o escoamento superfical ocorre uma maior transferecia de fósforo solúvel para o meio aquático no inicio do escoamento superficial.

A contaminação ambiental por antibióticos e antimicrobianos quimioterápicos despertou o interesse da comunidade científica devido à possibilidade do desenvolvimento de resistência bacteriana e de efeitos ecotóxicos sobre organismos não-alvo. As águas residuárias contaminadas representam a principal fonte de dispersão desses fármacos para o meio ambiente. Enquanto as tecnologias anaeróbias têm sido crescentemente aplicadas para o tratamento de águas residuárias de origem agroindustrial, frequentemente contaminadas com antimicrobianos, pouco se sabe sobre as transformações que esses micropoluentes podem sofrer durante o tratamento. O objetivo do presente trabalho foi a investigação da degradação do antimicrobiano veterinário sulfametazina (SMZ) durante o tratamento anaeróbio de água residuária de suinocultura. Para tanto, foram conduzidas três fases experimentais. Na primeira fase, ensaios em batelada foram realizados com o intuito de avaliar a contribuição da biodegradação anaeróbia e de outros fenômenos na remoção de SMZ da fase líquida. A segunda fase envolveu a operação de três reatores anaeróbios contínuos em escala de bancada alimentados com água residuária sintética contaminada com SMZ, um reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), um reator anaeróbio de mistura e biomassa imobilizada (RAMBI) e um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB). Avaliou-se o efeito da variação da DQO total afluente e do TDH na eficiência de remoção de SMZ. Na terceira fase, o RAHLF foi alimentado com água residuária de suinocultura real présedimentada e acrescida de SMZ. Os resultados obtidos durante a primeira fase permitiram o desenvolvimento de um modelo matemático de dois compartimentos que apontou a fase aquosa como o compartimento biodisponível para a degradação de SMZ. Não foram observadas diferenças expressivas de desempenho dos reatores anaeróbios na remoção de SMZ para as condições experimentais ensaiadas na segunda fase. As condições operacionais que permitiram máxima remoção de SMZ foram TDH de 24 h e DQO total afluente de 3000 mg O2.L-1, que resultaram em eficiências médias de remoção de SMZ de 74%, 71% e 70% para os reatores RAHLF, RAMBI e UASB, respectivamente. Observou-se que a biodegradação anaeróbia de SMZ é favorecida pelo aumento da velocidade de degradação de matéria orgânica, como esperado para uma transformação cometabólica. Embora a degradação de SMZ tenha sido interrompida durante a alimentação do RAHLF com água residuária de suinocultura, os resultados obtidos mostraram que a biodegradação de SMZ pode acontecer em reatores anaeróbios e pode ser favorecida por meio do controle de parâmetros de operação adequados, demonstrando o potencial de aplicação dessa tecnologia no abatimento de emissões desse fármaco. / Environmental contamination by antibiotics and antimicrobial chemotherapeutics has drawn the attention of the scientific community because of the possibility of bacterial resistance development and toxic effects on non-target organisms. Contaminated wastewaters are the main sources of antimicrobial dispersion to the environment. While anaerobic technologies have been increasingly applied to the treatment of agricultural wastewaters, which are often contaminated with antimicrobials, little is known about the changes that these micropollutants can undergo during treatment. The objective of this study was to investigate the degradation of the veterinary antimicrobial sulfamethazine (SMZ) during the anaerobic treatment of swine wastewater. Three experimental phases were performed. In the first phase, batch tests were performed in order to evaluate the contribution of anaerobic biodegradation and other phenomena to the overall removal of SMZ from the liquid phase. The second phase involved the operation of three continuous, bench-scale anaerobic reactors fed with SMZ-contaminated synthetic wastewater: a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor, an anaerobic stirred reactor with immobilized biomass (ASRIB) and an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. The effect of varying the total influent COD and the HRT on SMZ removal efficiency was evaluated. In the third phase, the HAIB was fed with real presedimented swine wastewater contaminated with SMZ. The results obtained during the first phase allowed the development of a two-compartment mathematical model which established the aqueous phase as the bioavailable compartment for SMZ degradation. No significant differences in SMZ removal performance between the three reactors were observed in the second phase. The maximum removal of SMZ was observed for a HRT of 24 h and total influent COD of 3000 mg O2.L-1, which resulted in average SMZ removal efficiencies of 74%, 71% and 70% for the HAIB, ASRIB and UASB reactors, respectively. It was observed that the anaerobic biodegradation SMZ is favored by increasing the organic matter degradation rate, as expected for cometabolic transformations. Although SMZ degradation ceased when the HAIB was fed with swine wastewater, the experimental results showed that the biodegradation of SMZ occurs in anaerobic reactors and can be enhanced by controlling appropriate operating parameters, demonstrating the potential of this technology for the abatement of SMZ emission.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dineia.pdf: 2004557 bytes, checksum: 5f1523fd4e833e9c9fa98f2e9d71a9ce (MD5) Previous issue date: 2013-02-01 / The swine production is an economic and common management in the Southern region of Brazil, including Paraná Western area. It has also been producing great amounts of waste with high-polluting level, which are commonly loaded into soil as fertilizer in order to increase soil fertility and provide higher crop yields. Such wastes can cause environmental problems when managed improperly, such as loss to soil fauna, an important constituent of soil. Thus, this study aimed at evaluating the tolerance levels of soil fauna by applying different swine wastewater (SWW) doses and the effects on abundance and diversity of meso and macrofauna organisms. The trial was carried out in Campo Bonito-PR, in an agricultural area that has been submitted to a non-tillage management for 13 years. Twenty one 25 m2 plots were set where corn, black oats and soybeans were cropped in different periods. Seven treatments were recorded as: 0, 50, 100, 150 and 200 m3 ha-1 from swine wastewater from a lagoon and there was a treatment using chemical fertilizers, according to the agronomic recommendations for each crop. The seventh treatment corresponded to the parts that were prepared in a remaining native vegetation area. Soil fauna was evaluated by the Tropical Soil Biology Fertility (TSBF) method, Berlese-Tullgren extractor and Pitfall traps. The collected organisms were classified based on their orders and results were evaluated by multivariate statistics, according to the correlation analysis (CA) technique, repeated measures indexes and indexes of Shannon diversity, Pielou evenness (Equitability) and richness of groups. The relation between fauna ecology and soil chemical properties was determined by canonical correspondence analysis (CCA). According to the results, it was observed that the application of swine wastewater/ slurry, stored in lagoon, has affected in a negative way the soil fauna when it received doses greater than 100 m3 ha-1, even though such dose has promoted greater similarity in abundance of organisms with the forest area. It was found out that the sampled orders characterize the forest area according to the simulated conditions: Collembola, Hymenopeptera, Araneae, Diptera, Acari, Hemiptera, Diplura, Protura and Oligochaeta, while Coleoptera order characterized the agricultural soils that are fertilized with swine wastewater. The results also showed that the soil fauna has its abundance affected by season and chemical composition of soil. / A suinocultura é uma prática econômica comum na região Sul do País, incluindo a região Oeste do Paraná, todavia, gera grande quantidade de dejetos, com elevado poder poluente. Esses são, comumente, lançados ao solo como fertilizantes; aumentam a fertilidade dos solos, proporcionam maior produtividade das culturas, embora possam trazer riscos ao ambiente quando manejados de maneira inadequada, tais como prejuízos à fauna edáfica, importante constituinte do solo. Por essa razão, foi estabelecido como objetivo deste trabalho avaliar os níveis de tolerância da fauna edáfica pela aplicação de diferentes doses de água residuária da suinocultura (ARS) e os efeitos sobre a abundância e a diversidade de organismos representados pela meso e macrofauna. O experimento foi conduzido no município de Campo Bonito PR, em área agrícola submetida ao manejo de plantio direto há 13 anos. Foram instaladas 21 parcelas experimentais de 25 m2, nas quais foram cultivados milho, aveia e soja em períodos distintos. Foram avaliados sete tratamentos: 0, 50, 100, 150 e 200 m3 ha-1 de água residuária da suinocultura proveniente de esterqueira e um tratamento utilizando fertilizantes químicos, de acordo com as recomendações agronômicas de cada cultura. O sétimo tratamento corresponde às parcelas instaladas em área de vegetação nativa remanescente. A fauna edáfica foi avaliada pelo método do Tropical Soil Fertility Biology (TSBF), extrator de Berlese-Tullgren e armadilhas Pitfall. Os organismos coletados foram classificados em nível de ordem e os resultados obtidos avaliados pela estatística multivariada, de acordo com a técnica de análise de correlação (CA), índices de medidas repetidas e índices de diversidade de Shanon, Equitabilidade de Pielou e Riqueza de grupos. A relação entre a ecologia da fauna e os atributos químicos do solo foi determinada pela análise de correspondência canônica (ACC). De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que a aplicação da água residuária de suinocultura armazenada em esterqueira afetou negativamente a fauna edáfica em doses superiores a 100 m3 ha-1, porém a dosagem de 100 m3 ha-1 favorece maior semelhança em abundância de organismos com a área de mata. Verificou-se que, as ordens amostradas a seguir caracterizam a área de mata sob as condições avaliadas: Collembola, Hymenopeptera, Aranae, Diptera, Acari, Hemiptera, Diplura, Protura e Oligochaeta, enquanto a ordem Coleoptera caracteriza as áreas agricultáveis e fertilizadas com água residuária da suinocultura. Os resultados encontrados demonstraram ainda que a fauna edáfica tem sua abundância afetada sazonalmente bem como pela composição química do solo.