Les composites à matrices céramique (CMC) en raison de leur stabilité à haute température et de leurs propriétés mécaniques sont des matériaux de choix pour remplacer les superalliages à base de nickel au niveau des pièces de turbines. Cependant, les CMC qui sont constitués de carbure de silicium sont sensibles aux espèces oxydantes et corrosives telles que l’eau et l’oxygène à haute température. Le CMC sous cet environnement sévère peut être dégradé chimiquement, s’accompagnant d’un affaiblissement de ses propriétés mécaniques. Pour protéger et augmenter la durée de vie du CMC, un revêtement protecteur (EBC) est déposé généralement par projection thermique. Les céramiques sélectionnées sont des silicates de terres rares. Elles doivent faire face à trois phénomènes majeures :(i) la diffusion des espèces ioniques au sein de la structure cristalline (ii) la réaction de l’eau avec le silicate en surface qui forme des espèces hydroxydes volatiles provoquant la récession du matériau et (iii) la dissolution par les sables présents dans l’atmosphère : les CMAS. Tout l’enjeu de ce travail est dans un premier temps de mettre en place une méthodologie fiable pour caractériser de manière précise et complète l’influence de la microstructure sur les propriétés du matériau. Une deuxième partie sur l’optimisation des performances du matériau a été mise en place en jouant sur l’architecture du revêtement et sa composition. / Ceramic matrix composites due to their high temperature stability and mechanical properties are materials of choice to replace nickel superalloys in turbine. However, CMC are made of silicon carbide which is sensitive to oxidizing and corrosive species such as water and oxygen at high temperature.CMC under this severe environment is chemically degraded and may see its mechanical properties reduced. It seems necessary to cover this CMC by a protective coating : environmental barriers (EBC).These EBCs made of rare earth silicates have to face three most phenomena: (i) diffusion of ionic species in the crystal structures of EBC (ii) the surface volatilization of the silicate induced by reactions with moisture (iii) dissolution by melted sands: CMAS. The aim of this work is to implement amethodology to characterize the influence of the microstructure on the properties of the material. A second part deal with the optimization of the performance of the materials by modifying the architecture of the coating and its composition.

A necessidade da adubação nitrogenada no milho e as perdas significativas de N que podem ocorrer, tanto do solo, como pela folhagem das plantas, são fatores que elevam os custos de produção. Contudo, com a possibilidade de aplicação do N em cobertura em diferentes estádios fenológicos da cultura do milho e, como o N pode ser perdido na forma de amônia e as plantas apresentam a capacidade de absorver NH3 da atmosfera pela folhagem, torna-se interessante a quantificação dessa via de ganho de N nos agrossistemas em diferentes estádios de desenvolvimento das culturas, com a finalidade de proporcionar maior aproveitamento do nutriente pelas plantas. Nesse contexto, objetivou-se: i) avaliar a época de aplicação da ureia em cobertura no milho que proporcione maior aproveitamento do N do fertilizante e produtividade de grãos; ii) mensurar a absorção foliar de NH3 oriunda da ureia aplicada na superfície do solo em diversos estádios fenológicos do milho, e verificar a correlação entre a quantidade de NH3 absorvida e a área foliar da cultura. O estudo foi desenvolvido no bairro rural de Tanquinho, município de Piracicaba, SP, nas safras 2011/12 e 2012/13. Foram desenvolvidos dois experimentos em campo, em delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. O solo da área experimental é classificado como Latossolo Vermelho Distrófico, manejado em sistema convencional de preparo do solo. No primeiro experimento foi quantificado o aproveitamento do N do fertilizante pela cultura, a produção de fitomassa seca da parte aérea em diversos estádios fenológicos, bem como a produtividade de grãos, em função dos tratamentos testados, a saber: cinco épocas de aplicação de ureia (140 kg ha-1 de N) em cobertura nos estádios fenológicos V4, V6, V8, V10 e V12, e um controle sem adubação de cobertura. No segundo experimento, foi quantificada a área foliar e a absorção da amônia volatilizada da ureia aplicada em bandejas contendo o mesmo solo da área experimental, para que não fosse exposto ao sistema radicular de plantas de milho, em função de cinco tratamentos (épocas de aplicação - idem ao primeiro experimento). Os resultados foram submetidos à análise de variância (p<=0,05) e à comparação das médias pelo teste de Tukey. Não houve diferença entre os tratamentos quanto ao acúmulo de fitomassa seca da parte aérea em todos os estádios fenológicos avaliados. Do mesmo modo, não houve incremento na produtividade de grãos com a aplicação de N em cobertura em diferentes estádios fenológicos. Por outro lado, a aplicação de N em cobertura nos estádios mais precoces (V4 ou V6) proporcionou maior recuperação do N do fertilizante, chegando a valores de 53 %. Na média das duas safras, o nitrogênio volatilizado da ureia que foi absorvido pelas plantas apresentou valores de 3,4, 5,5, 6,2, 9,0 e 14,8 %, respectivamente, nos estádios V4, V6, V8, V10 e V12; aproximadamente 90 % do N absorvido pela folhagem foram acumulados nas folhas e apenas 10 % nos colmos. Houve alta correlação entre a área foliar e a porcentagem de amônia absorvida pelas folhas (r = 0,93, p<=0,05). Isto ocorreu porque a área foliar representa a superfície de contato da planta com a amônia da atmosfera, confirmando a hipótese de que a maior área foliar reflete em maior absorção foliar percentual de amônia / The need for nitrogen fertilization of corn crop and the significant losses of N that can occur both from soil and plants foliage are factors that increase production costs. However, with the possibility of sidedress application of N at different corn growth stages and considering that N can be lost as ammonia, and that plants have the capacity to uptake NH3 from the atmosphere by the foliage, it is interesting to measure this pathway of N uptake in agricultural systems in different stages of crop development, in order to provide greater N fertilizer recovery by plants. In this context, this study aimed to: i) evaluate the urea sidedress timing in corn that provides the greater N fertilizer recovery and grain yield; ii) measure the foliar uptake of NH3 volatilized from urea applied on the surface at different corn growth stages, and to evaluate the correlation between the amount of NH3 absorbed and corn leaf area. The study was performed in Piracicaba, State of São Paulo, during the growth seasons of 2011/12 and 2012/13. Two field experiments were performed in experimental design of randomized blocks with four replications. The soil of experimental area is classified as Rhodic Haplustox, cultivated under conventional tillage system. In the first experiment, N fertilizer recovery by crop, dry matter yield in different growth stages and grain yield were evaluated as a function of five urea sidedress timing (140 kg ha-1 N), represented by growth stages V4, V6, V8, V10 and V12, and a control without N application. In the second, leaf area was measured and the absorption of volatilized ammonia from urea applied in trays containing the same soil of the experimental area, to avoid that N was exposed to the corn roots, according to five treatments (application times - same as the first experiment). The data were submitted to analysis of variance (p<=0.05) and comparison of means by Tukey test. There was no difference among treatments for dry matter accumulation of shoots in all growth stages. Similarly, there was no increase in grain yield with the N application at different growth stages. However, the N application in the early stages (V4 or V6) provided greater N fertilizer recovery, reaching values of 53 %. In average, the nitrogen volatilized recovered by plants presented values of 3.4, 5.5, 6.2, 9.0 and 14.8 %, respectively, in V4, V6, V8, V10 and V12; approximately 90 % of N absorbed by foliage were retained in the leaves and only 10 % in the stalks. There was a high correlation between leaf area and the percentage of ammonia absorbed by the leaves (r = 0.93, p<=0.05). This occurred because the leaf area is the contact surface of the plant with atmospheric ammonia, confirming the hypothesis that the greater leaf area reflects in greater percentage of leaf ammonia absorption

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / While promoting increased farm production, applications of pig slurry (PS), in notillage systems (NT), may represent an important source of environmental contamination. Therefore, the pursuit of technological strategies to minimize this potential polluter of DLS is one of the main current challenges in pig farming. Given this context, the aim of this study was to evaluate how the subsurface injection of PS in NT and the use of the nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) affects emissions of nitrous oxide (N2O), N losses by ammonia (NH3) volatilization and nitrogen (N) supply to corn. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria during the growing seasons of corn in 2011/12 and 2012/13. Two experiments were conducted, one in a Typic Paleudult (Site I) and another in a Typic Paleudult (Site II). In both sites, we used the experimental design of randomized blocks with four replications of the following treatments: Pig slurry surface (PSs), PSs + DCD, pig slurry injected into the subsurface (PSi), PSi + DCD, control without fertilizers or DCD (Control) and mineral fertilization (urea). The injection of PS reduced NH3 emissions by 70%, but increased N2O-N from 2.628 to 6.198 g N2O N ha-1, compared to surface application. The addition of DCD to PS, at the time of its application to the soil, reduced N2O emissions by 28% when the PS were applied on the soil surface and 66% when injected, but did not influenced the emissions of NH3. The emission factor (EF) of N2O was higher when the PS were injected (3.6%) than when applied to the surface of the soil (1.3%), whereas the DCD reduced such EF to 0.9% and 0.8%, respectively. The injection of PS in the soil increased N use efficiency and the yield of corn grains compared to surface application, while the DCD did not affect these two attributes. When N2O emissions from each treatment were related to corn yield, the best results from an environmental point of view were obtained when the injection of PS was associated with the use of DCD. From these results it is concluded that the injection of PS in the soil under NT associated with DCD, is a promising alternative compared to current technology for the application of PS on the soil surface and without DCD. However, this strategy can only be recommended and widespread safely to producers if their agronomic and environmental benefits are followed by an economic analysis as well as an analysis of the environmental impact of the additional demand for energy and fuel to make the mechanical operation injection of PS in the soil. / Ao mesmo tempo em que promovem o incremento da produção agrícola, as aplicações de dejetos líquidos de suínos (DLS), em sistema plantio direto (SPD), podem representar uma importante fonte de contaminação ambiental. Por isso, a busca de estratégias tecnológicas para minimizar esse potencial poluidor dos DLS constitui um dos principais desafios atuais da suinocultura. Diante deste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar como a injeção subsuperficial de DLS em SPD e o uso do inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD) afetam as emissões de óxido nitroso (N2O), as perdas de N por volatilização de amônia (NH3) e o fornecimento de nitrogênio (N) ao milho. O estudo foi conduzido na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), durante as safras agrícolas de milho de 2011/12 e 2012/13. Foram conduzidos dois experimentos, sendo um em Argissolo Vermelho Distrófico arênico e outro em Argissolo Vermelho Alumínico úmbrico. Em ambos os locais, utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições dos seguintes tratamentos: DLS aplicados na superfície do solo (DLSSup.), DLSSup.+DCD, DLS injetados em subsuperfície (DLSInj.), DLSInj.+DCD, testemunha e adubação mineral. A injeção dos DLS reduziu as emissões de NH3 em 70 %, mas aumentou as de N-N2O de 2.628 para 6.198 g N2O N ha-1 , em comparação à aplicação superficial. A adição da DCD aos DLS, no momento da sua aplicação ao solo, reduziu as emissões de N2O em 28 % quando os DLS foram aplicados na superfície do solo e em 66 % quando injetados, mas não influenciou as emissões de NH3. O fator de emissão (FE) de N2O foi mais elevado quando os DLS foram injetados (3,6 %) do que quando aplicados na superfície do solo (1,3 %), sendo que a DCD reduziu tais FE para 0,9 % e 0,8 %, respectivamente. A injeção dos DLS no solo aumentou a eficiência de uso do N e a produtividade de grãos de milho em comparação à aplicação superficial, enquanto que a DCD não afetou estes dois atributos. Quando as emissões de N2O de cada tratamento foram relacionadas à produtividade do milho, os melhores resultados do ponto de vista ambiental foram obtidos quando a injeção dos DLS foi associada ao uso da DCD. A partir desses resultados conclui-se que a injeção dos DLS no solo em SPD, associada à DCD, constitui uma alternativa promissora, em relação à tecnologia atual de aplicação dos DLS na superfície do solo e sem DCD. Contudo essa estratégia somente poderá ser recomendada e difundida com segurança aos produtores se os seus benefícios agronômicos e ambientais, forem seguidos de uma análise econômica e também de uma análise de impacto ambiental decorrente da demanda adicional de energia e combustível para poder realizar a operação mecânica de injeção dos DLS no solo.

Nitrogen is an essential plant nutrient in the biosphere. Although N is necessary and beneficial for life, it is also a common pollutant in the atmosphere and hydrosphere as it may be lost to the atmosphere as ammonia (NH3) or nitrous oxide (N2O) gases or to groundwater as nitrate (NO3-) following fertilization. Polymer coated urea (PCU) is one type of N fertilizer which uses temperature-controlled diffusion to control N release to better match plant demand and mitigate environmental losses of N. The objectives of this project were to simultaneously compare the effects of PCU on gaseous (as N2O and NH3) and aqueous (as NO3-) N losses to the environment as compared to uncoated urea in grass systems over the entire PCU N-release period and to investigate the viability of photoacoustic infrared spectroscopy as a method to ascertain N2O and NH3 losses following fertilization. Two field studies were conducted on established turfgrass sites with a mixture of Kentucky bluegrass (KBG; Poa pratensis L.) and perennial ryegrass (PRG; Lolium perenne L.) in sand (Site 1) and loam (Site 2) soils. Each study compared an untreated control to 200 kg N ha-1 applied as either uncoated urea or PCU (Duration 45 CR®). In these studies PCU reduced NH3 emissions by 41-49% and N2O emissions by 16-54%, while improving growth and verdure. Leachate NO3- observations were inconclusive at each site. Glasshouse studies were conducted to compare N2O and NH3 emissions from PCU and uncoated urea to an untreated control utilizing a non-static, non-flow-through chamber in conjunction with photoacoustic infrared spectroscopy (PAIRS) for gas collection and analysis. Three short-term studies (17-21 d) were done with sand, sandy loam, and loam soils and a full-term (45 d) study with the loam soil. Each study was done in maize (Zea mays L.). Volatilization of ammonia was reduced by 72% and 22% in the sandy loam and loam soils, respectively, in 2008-2009 and by 14% in the loam in 2010. Evolution of N2O was reduced by 42% and 63% in the sandy loam and loam soils in 2008-2009 and by 99% in the loam in 2010. Overall, PCU decreased gaseous losses of N following fertilization while providing a steady supply of N to the plant. The utilization of PAIRS is a viable analysis method which gives higher temporal resolution analysis than is typically reported. These considerable decreases in environmental losses of N are major steps toward conserving natural resources and mitigating the negative environmental impacts associated with N fertilization in grass systems.

A ureia (UR) é atualmente o fertilizante nitrogenado mais utilizado na agricultura brasileira. No entanto, quando aplicada na superfície do solo está sujeita a perdas de nitrogênio (N) por volatilização de NH3. Uma das formas de minimizar as perdas de N-NH3 é o tratamento do fertilizante com inibidores de urease. A associação desses compostos com substâncias húmicas (SH), no tratamento da UR poderia aumentar a eficiência de uso dos nutrientes pelas plantas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de inibidores de urease, associados ou não com SH no revestimento da UR como fonte de N em cobertura para o milho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação durante 62 dias em delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições, no esquema fatorial completo, com UR recoberta três inibidores de urease (0,40% B + 0,15% Cu; 0,64% B; NBPT) e um tratamento adicional sem inibidor (Ausente), três doses de SH (0, 0,6, e 1,2%) e um controle. Os tratamentos com N constaram da aplicação de fonte única do nutriente [CO(15NH2)2] aplicada em faixa e em superfície na dose de 180 mg kg-1 de N no estádio fisiológico V4 das plantas de milho. As plantas foram amostradas nos estádios V8 e VT do milho, respectivamente, aos 52 e 62 dias após a semeadura, quando foram avaliados: biometria de parte aérea, área foliar, biomassa seca de raízes e da parte aérea, caracterização morfológica do sistema radicular, e a eficiência de uso do N-fertilizante (EUN) pelo método do balanço isotópico (15N). Também se quantificou as perdas de N por volatilização de NH3 por meio de coletores semi-estáticos com espuma embebida em H3PO4- para avaliação comparativa entre tratamentos. Embora a concentração mais elevada de ácido bórico na UR (0,64% B) tenha reduzido mais as perdas de NH3 por volatilização em comparação ao 0,40 % B + 0,15 % Cu, isso não resultou em maior eficiência de uso do N-fertilizante pelo milho em VT, que ocorreu somente em V8. Em ambos os estádios, o NBPT apresentou-se como melhor inibidor de urease na ausência de SH. A aplicação de SH não aumentou a EUN pelo milho em V8 ou VT quando associados com 0,40% B + 0,15% Cu, 0,64% B, ou mesmo na UR convencional. Entretanto, quando associado com o NBPT, ocorreu aumento das perdas de NH3 por volatilização e redução na EUN em VT, o que pode ter ocorrido devido ao elevado pH das SH (8,5-9) e ao seu baixo poder tampão. A aplicação da UR convencional ou revestida com inibidores de urease não aumentou a taxa de crescimento ou biomassa seca de raízes e parte aérea do milho em nenhum dos períodos avaliados quando comparado ao controle. Da mesma forma, não foram observadas diferenças expressivas entre tratamentos na caracterização morfológica do sistema radicular em V8 ou VT. A ausência de diferença entre tratamentos pode ser explicada pelo curto período de tempo entre a adubação de cobertura e as avaliações das plantas, à aplicação superficial das fontes recobertas com SH e ao método de irrigação adotado, que impediu que as SH entrassem totalmente em contato com as raízes da planta. Além disso, é possível, também, que a dose de SH empregada tenha sido muito baixa para ser efetiva. / Urea (UR) is the most widely applied nitrogen (N) fertilizer in Brazilian agriculture. However, UR is more prone to ammonia (NH3) volatilization losses than other N sources when surface-applied. One alternative to improve nitrogen use efficiency (NUE) of surface-applied UR is through application of urease inhibitors as coating materials of UR. The association of these composts with humic substances (HS) as UR coating materials may also improve nutrient recovery by plants. The aim of this study was to evaluate the efficiency of urease inhibitors, associated or not with HS, as coating materials of UR as new top-dress N sources for maize. A greenhouse pot trial was carried out over 62 days with maize (Zea mays L.), in a completely randomized block design, with three replicates in a full factorial design, with UR coated with three urease inhibitors (0,40% B + 0,15% Cu; 0,64% B; NBPT) and one additional treatment without inhibitor, three doses of HS (0, 0.6, and 1.2%), and one control treatment. All treatments imposed had CO(15NH2)2 as N source, application rate of 180 mg kg-1of N, and side-dressing application at the V4 maize growth stage. Maize plants were assessed at V8 and VT growth stages, at 52 and 62 days after sowing, respectively, when it was evaluated: above and below-ground plant dry matter weight; leaf area; root morphological traits (length, surface area, and volume); and fertilizer use efficiency by the 15N balance method. In addition, semi-open static collectors with foam discs previously soaked in H3PO4- were used to quantify comparatively the NH3 volatilized from all treatments. Although the addition of a higher dose of boric acid on UR (0,64% B) promoted lower ammonia losses by volatilization in comparison to 0,40 % B + 0,15 % Cu, it did not result in higher NUE by maize in VT, which occurred at V8. In both growth stages, NBPT presented the best performance as urease inhibitor in the absence of HS. The application of HS did not increase NUE by maize in V8 and VT when associated with 0,40% B + 0,15% Cu, 0,64% B or even conventional UR. However, when added in conjunction with NBPT, it increased ammonia volatilization and reduced NUE in VT which may have occurred due to the high pH of the HS (8.5-9) and low buffering capacity. Moreover, the application of conventional UR or UR treated with HS and urease inhibitors did not increase maize growth rate or shoot/root dry matter weight in comparison to the control treatment at both growth stages. Likewise, there was no major significant differences between treatments on root morphological traits (length, surface area, and volume) at both growth stages assessed. The lack of sizable outcome differences between treatments could be explained by the application of a single N dose, the short period of time between the side-dressing application and assessment of maize plants, and to the surface-application of the HS and method of irrigation which prevented HS to have full contact with maize roots. Furthermore, HS application rate may have been too low to be effective.

O tratamento de águas residuárias industriais, submetido constantemente a cargas de choque, é pouco estudado no Brasil, sendo limitado o grau de conhecimento que se tem no mundo sobre os mecanismos de remoção de disruptores endócrinos nos sistemas de tratamento físico-químicos e biológicos. O presente trabalho traz um estudo de caso, envolvendo uma indústria com uma composição de produtos muito diversificada, com despejos líquidos de unidades isoladas de qualidades diversas e que tem como uma das principais matérias-primas, nonil fenóis, conhecidos disruptores endócrinos. Os mecanismos de remoção de carga orgânica e a avaliação da toxicidade da água residuária ao processo biológico de tratamento foram estudados em escala de laboratório, enquanto que a sua tratabilidade por coagulação, floculação, flotação com ar dissolvido seguido de sistema de lodos ativados, em escala piloto. Avaliou-se, também, a aplicabilidade do tratamento biológico com carvão ativado em pó. A grande variação qualitativa e quantitativa da água residuária bruta requer uma unidade de equalização com tempo de detenção de pelo menos 30 horas. O maior responsável por esta variação de qualidade é o processo da unidade química, cujo efluente é proveniente de lavagens de tanques e reatores. Apesar da reduzida eficiência de remoção de DQO obtida com a coagulação, floculação e flotação com ar dissolvido (20 a 30%), constatou-se que este tratamento é essencial para a redução da toxicidade ao processo biológico. A dosagem de coagulante e o pH ótimos variam conforme a característica do despejo e devem ser determinadas diariamente. No sistema biológico, observou-se uma remoção significativa da DQO do efluente bruto gerado na indústria, não apenas por biodegradação, mas também por volatilização e adsorção. Os testes de bancada evidenciaram remoções de DQO por arraste com ar de 47 a 77 % e por adsorção no lodo biológico, de 42%. Apesar dos constantes choques de carga orgânica e de poluentes tóxicos, conseguiu-se atingir o estado estacionário com variações máximas da concentração de sólidos em suspensão voláteis no tanque de aeração entre 20 e 30%. Neste período, a idade do lodo situou-se em torno de 25 a 30 dias e o tempo de detenção hidráulico foi de 3,8 dias. A eficiência média de remoção de DQO neste período foi de 86%. Os testes com a unidade piloto demonstraram que a utilização de carvão ativado em pó (CAP) produz resultados satisfatórios, comprovando a redução de poluentes tóxicos da água residuária e refletindo em uma significativa melhora na biodegradabilidade do efluente, com aumento da concentração de sólidos em suspensão voláteis no tanque de aeração (de 1380 mg/L para 3820 mg/L) e redução da amplitude de variação da DQO do efluente tratado que passou de 600 a 3200 mgO2/L para o sistema sem CAP para 300 a 600 mgO2/L para o sistema com CAP. Notou-se, também, com a adição de CAP, melhoria na sedimentação do lodo. Pode-se concluir também que o sistema de tratamento atendeu a legislação atual do Estado de São Paulo, com uma remoção média de 80% da DBO5. / Wastewater treatment systems continuously receiving shock loads and the behavior of contaminants under unsteady state conditions are not very well documented in our country, with limited degree of knowledge in the world on the removal of specific pollutants like endocrine disrupting chemicals (EDC) in physical chemical and biological wastewater treatment systems. The present work brings a case study regarding an industry which wastewaters were generated from plants with multiproducts and campaign production with variable composition, and with nonylphenols as one of their raw materials which is known as an endocrine disrupting chemical. The organic load and toxicity removal mechanisms of the wastewater to the biological treatment were studied in bench scale whilst their treatability was evaluated through coagulation, flocculation, dissolved air flotation followed by activated sludge, in pilot scale. The feasibility of the addition of powdered activated carbon to the biological system was also studied. The large qualitative and quantitative variability of the wastewater requires an equalization time of at least 30 hours. The main responsible for this variability in quality is the chemical unit process which wastewaters are originated from reactors and tanks cleanings. Although the low efficiency in COD removal obtained with coagulation, flocculation and dissolved air flotation (20 to 30%), it was found that this process is essential to the toxicity reduction for the biological process. Optimum pH and coagulant dose vary with the wastewater characteristics, and must be determined on a daily basis. On the biological system, it was observed important raw wastewater COD elimination not only through biodegradation, but also through volatilization and adsorption. Bench tests revealed COD elimination of 47 to 77% by air stripping and 42% by adsorption onto the biological sludge. Despite of constant organic and toxic shock loads, it had been possible to reach the steady state during which the maximum variation on the volatile suspended solids concentration was 20 to 30%. During this period, sludge age was around 25 to 30 days, and the hydraulic detention time was 3,8 days. Average efficiency on COD removal in this period was 86%. Tests results with PAC dosage on the pilot plant showed satisfactory, proving the reduction of toxic compounds from the wastewater and resulting in biodegradability improvement. The increase of volatile suspended solids in the aeration tank was from 1380 mg/L to 3820 mg/L, and reduction in the range of variation of remaining treated water COD from 600 to 3200 mgO2/L (system without CAP) down to 300 to 600 mgO2/L (system with CAP). The improvement on the sludge sedimentation with PAC addition was also remarkable. One can also conclude the treatment system attained the current legislation of the State of São Paulo, with 80% BOD5 removal.

A ureia (UR) é atualmente o fertilizante nitrogenado mais utilizado na agricultura brasileira. No entanto, quando aplicada na superfície do solo está sujeita a perdas de nitrogênio (N) por volatilização de NH3. Uma das formas de minimizar as perdas de N-NH3 é o tratamento do fertilizante com inibidores de urease. A associação desses compostos com substâncias húmicas (SH), no tratamento da UR poderia aumentar a eficiência de uso dos nutrientes pelas plantas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de inibidores de urease, associados ou não com SH no revestimento da UR como fonte de N em cobertura para o milho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação durante 62 dias em delineamento experimental de blocos ao acaso, com três repetições, no esquema fatorial completo, com UR recoberta três inibidores de urease (0,40% B + 0,15% Cu; 0,64% B; NBPT) e um tratamento adicional sem inibidor (Ausente), três doses de SH (0, 0,6, e 1,2%) e um controle. Os tratamentos com N constaram da aplicação de fonte única do nutriente [CO(15NH2)2] aplicada em faixa e em superfície na dose de 180 mg kg-1 de N no estádio fisiológico V4 das plantas de milho. As plantas foram amostradas nos estádios V8 e VT do milho, respectivamente, aos 52 e 62 dias após a semeadura, quando foram avaliados: biometria de parte aérea, área foliar, biomassa seca de raízes e da parte aérea, caracterização morfológica do sistema radicular, e a eficiência de uso do N-fertilizante (EUN) pelo método do balanço isotópico (15N). Também se quantificou as perdas de N por volatilização de NH3 por meio de coletores semi-estáticos com espuma embebida em H3PO4- para avaliação comparativa entre tratamentos. Embora a concentração mais elevada de ácido bórico na UR (0,64% B) tenha reduzido mais as perdas de NH3 por volatilização em comparação ao 0,40 % B + 0,15 % Cu, isso não resultou em maior eficiência de uso do N-fertilizante pelo milho em VT, que ocorreu somente em V8. Em ambos os estádios, o NBPT apresentou-se como melhor inibidor de urease na ausência de SH. A aplicação de SH não aumentou a EUN pelo milho em V8 ou VT quando associados com 0,40% B + 0,15% Cu, 0,64% B, ou mesmo na UR convencional. Entretanto, quando associado com o NBPT, ocorreu aumento das perdas de NH3 por volatilização e redução na EUN em VT, o que pode ter ocorrido devido ao elevado pH das SH (8,5-9) e ao seu baixo poder tampão. A aplicação da UR convencional ou revestida com inibidores de urease não aumentou a taxa de crescimento ou biomassa seca de raízes e parte aérea do milho em nenhum dos períodos avaliados quando comparado ao controle. Da mesma forma, não foram observadas diferenças expressivas entre tratamentos na caracterização morfológica do sistema radicular em V8 ou VT. A ausência de diferença entre tratamentos pode ser explicada pelo curto período de tempo entre a adubação de cobertura e as avaliações das plantas, à aplicação superficial das fontes recobertas com SH e ao método de irrigação adotado, que impediu que as SH entrassem totalmente em contato com as raízes da planta. Além disso, é possível, também, que a dose de SH empregada tenha sido muito baixa para ser efetiva. / Urea (UR) is the most widely applied nitrogen (N) fertilizer in Brazilian agriculture. However, UR is more prone to ammonia (NH3) volatilization losses than other N sources when surface-applied. One alternative to improve nitrogen use efficiency (NUE) of surface-applied UR is through application of urease inhibitors as coating materials of UR. The association of these composts with humic substances (HS) as UR coating materials may also improve nutrient recovery by plants. The aim of this study was to evaluate the efficiency of urease inhibitors, associated or not with HS, as coating materials of UR as new top-dress N sources for maize. A greenhouse pot trial was carried out over 62 days with maize (Zea mays L.), in a completely randomized block design, with three replicates in a full factorial design, with UR coated with three urease inhibitors (0,40% B + 0,15% Cu; 0,64% B; NBPT) and one additional treatment without inhibitor, three doses of HS (0, 0.6, and 1.2%), and one control treatment. All treatments imposed had CO(15NH2)2 as N source, application rate of 180 mg kg-1of N, and side-dressing application at the V4 maize growth stage. Maize plants were assessed at V8 and VT growth stages, at 52 and 62 days after sowing, respectively, when it was evaluated: above and below-ground plant dry matter weight; leaf area; root morphological traits (length, surface area, and volume); and fertilizer use efficiency by the 15N balance method. In addition, semi-open static collectors with foam discs previously soaked in H3PO4- were used to quantify comparatively the NH3 volatilized from all treatments. Although the addition of a higher dose of boric acid on UR (0,64% B) promoted lower ammonia losses by volatilization in comparison to 0,40 % B + 0,15 % Cu, it did not result in higher NUE by maize in VT, which occurred at V8. In both growth stages, NBPT presented the best performance as urease inhibitor in the absence of HS. The application of HS did not increase NUE by maize in V8 and VT when associated with 0,40% B + 0,15% Cu, 0,64% B or even conventional UR. However, when added in conjunction with NBPT, it increased ammonia volatilization and reduced NUE in VT which may have occurred due to the high pH of the HS (8.5-9) and low buffering capacity. Moreover, the application of conventional UR or UR treated with HS and urease inhibitors did not increase maize growth rate or shoot/root dry matter weight in comparison to the control treatment at both growth stages. Likewise, there was no major significant differences between treatments on root morphological traits (length, surface area, and volume) at both growth stages assessed. The lack of sizable outcome differences between treatments could be explained by the application of a single N dose, the short period of time between the side-dressing application and assessment of maize plants, and to the surface-application of the HS and method of irrigation which prevented HS to have full contact with maize roots. Furthermore, HS application rate may have been too low to be effective.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2018-11-29T17:41:33Z No. of bitstreams: 1 2013 - Emerson Dalla Chieza.pdf: 3379954 bytes, checksum: 59d75d0f24fddc7d958c8e981de2274a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T17:41:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013 - Emerson Dalla Chieza.pdf: 3379954 bytes, checksum: 59d75d0f24fddc7d958c8e981de2274a (MD5) Previous issue date: 2013-10-25 / The objective of this study was to establish an organic management form of corn and Crotalaria juncea intercropping, which allows to optimize production "in situ" by fabaceae plant biomass with nitrogen input to the system, without the competition that presence of green manure can to exercise, follow to compromise the performance of cereal. Three experiments were conducted in the experimental field of Embrapa Agrobiology in Serop?dica - RJ, between of November 2010 to March 2012. The experimental design was randomized blocks with six treatments and four replications (Experiments 1 and 3) or three replicates (experiment 2). The first experiment took place between November 2010 and March 2011 and had the following treatments: T1 - C. juncea seeded seven days before corn crop and managed at 33 days after emergence (33 DAE), T2 ? C. juncea seeded at the same date of corn sowing (29 DAE), T3 - C. juncea seeded 14 days after corn sown (102 DAE), T4 - C. juncea seeded 28 days after corn sown (88 DAE), T5 and T6 - corn cropping alone. Experiment 2: T1 - C. juncea seeds seven days before the corn (43 DAE), T2 - C. juncea seeded at the same date of corn sowing (37 DAE), T3 - C. juncea seeded seven days after corn sown (74 DAE), T4 - C. juncea seeded 14 days after corn sown (67 DAE), T5 and T6 - corn cropping alone. To first and second experiments, T3, T4 and T6 had been received 70 kg ha-1 of nitrogen by castor bean pie. Treatments of the third experiment consisted: T1 and T2 - C. juncea seeded at the same date of corn sowing (30 DAE) at the single row, T3 and T4 ? corn cropping alone at the single row, T5 and T6 - C. juncea seeded at the same date of corn sowing (30 DAE) at the double rows. For T2 and T6 treatments the green manure was managed and removed from the area, and had been added castor bean pie (70 kg of N ha-1). Also T4 received castor bean pie as a N source for corn. Also in the first experiment, for T1 and T2 trataments proceeded up studies of decomposition and release of nutrients from waste C. juncea by litter bags with 8 intervals collections. For the third test is conducted studies agronomic performance of corn and nitrogen losses through ammonia volatilization to waste C. juncea, castor bean pie and cattle manure through static cameras semi open. When corn sown simultaneously, regardless of the time of sowing, C. juncea did not affect the yield of cereal, promoted the addition of nitrogen to the system able of promoting positive balances for this nutrient. When the green manure was sown 7 days before or 14 days after sowing corn in the summer period, exerted a negative influence on growth and yield of maize. The waste C. juncea showed high rates of decomposition and nutrient release, with half-life for N less than 14 days. Were found discrepant emission rates for ammonia and castor bean pie residue C. juncea, with accumulated losses of about 46 and 14 %, respectively. The arrangement in double rows corn planting did not influence the yield of cereal. The results post the consortium in corn and C. juncea sown simultaneously as a promising culture system, capable of producing corn grain above the average yield of Rio of Janeiro state. / O objetivo geral deste trabalho foi estabelecer uma forma de manejo org?nico do cons?rcio entre as culturas de milho e Crotalaria juncea, que possibilite otimizar a produ??o ?In situ? de biomassa vegetal pela fabaceae, com aporte de nitrog?nio ao sistema, sem que a presen?a do adubo verde exer?a competi??o capaz de comprometer o rendimento do cereal. Foram conduzidos tr?s experimentos no campo experimental da Embrapa Agrobiologia em Serop?dica ? RJ, entre os meses de novembro de 2010 e mar?o de 2012. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com seis tratamentos e quatro repeti??es (experimentos 1 e 3) ou tr?s repeti??es (experimento 2). O primeiro experimento ocorreu entre novembro de 2010 e mar?o de 2011 e teve os seguintes tratamentos: T1?C. juncea semeada sete dias antes da cultura do milho e manejada aos 33 dias ap?s emerg?ncia (33 DAE); T2?C. juncea semeada simult?nea ao milho (manejo aos 29 DAE); T3?C. juncea semeada 14 dias ap?s o milho (manejo aos 102 DAE) + 70 kg N ha-1; T4?C. juncea semeada 28 dias ap?s o milho (manejo aos 88 DAE) + 70 kg N ha-1; T5-milho em monocultivo e T6-milho em monocultivo + 70 kg N ha-1. Experimento 2 (abril a setembro de 2011): T1?C. juncea semeada sete dias antes da cultura do milho (manejo aos 43 DAE); T2?C. juncea semeada simult?nea ao milho (manejo aos 37 DAE); T3?C. juncea semeada sete dias ap?s o milho (manejo aos 74 DAE) + 70 kg N ha-1; T4?C. juncea semeada 14 dias ap?s o milho (manejo aos 67 DAE) + 70 kg N ha-1; T5- milho em monocultivo e T6?milho em monocultivo+ 70 kg N ha-1. Os tratamentos do 3? Experimento (novembro de 2011 a mar?o de 2012) consistiram em: T1-C. juncea semeada simult?nea ao milho em fila simples com manejo aos 30 DAE e a biomassa da C. juncea mantida na ?rea; T2?C. juncea semeada simult?nea ao milho em fila simples com manejo aos 30 DAE com remo??o da parte a?rea de C. juncea e aplica??o de 70 kg N ha-1 via torta de mamona; T3- milho monocultivo em fila simples; T4 ?milho monocultivo em fila simples + 70 kg N ha-1; T5- C. juncea semeada simult?nea ao milho em fila dupla com manejo aos 30 DAE e a biomassa da C. juncea mantida na ?rea; T6 ? C. juncea semeada simult?nea ao milho em fila dupla com remo??o da parte a?rea de C. juncea e aplica??o de 70 kg N ha-1. Para todos os experimentos, o nitrog?nio aplicado em cobertura teve como fonte a torta de mamona. Nos dois primeiros ensaios foram realizados estudos morfofisiol?gicos dos cultivos a partir da an?lise funcional do crescimento de plantas, al?m do balan?o monet?rio e balan?o aparente de nitrog?nio. Tamb?m no experimento I, para T1 e T2, procederam-se estudos de decomposi??o e libera??o de nutrientes dos res?duos de C. juncea via sacolas de decomposi??o, com 8 intervalos de coletas. Para o terceiro ensaio procederam-se estudos de desempenho agron?mico do milho, an?lise econ?mica e balan?o de nitrog?nio. Tamb?m foram feitos estudos das perdas de nitrog?nio via volatiliza??o de am?nia para res?duos de C. juncea, torta de mamona e esterco bovino, atrav?s de c?meras est?ticas semi abertas em oito intervalos de coleta. Quando semeada simultaneamente ao milho, independente da ?poca de semeadura, a C. juncea n?o comprometeu o rendimento do cereal, promoveu a adi??o de nitrog?nio ao sistema capaz de promover balan?os positivos para este nutriente. Quando o adubo verde foi semeado 7 dias antes ou 14 dias ap?s a semeadura do milho, no per?odo de ver?o, esse exerceu influ?ncia negativa no crescimento e na produ??o de gr?os do milho. Os res?duos de C. juncea apresentaram elevadas taxas de decomposi??o e libera??o de nutrientes, com tempo de meia vida para N de menos de 14 dias. Foram encontradas discrepantes taxas de emiss?o de am?nia para torta de mamona e res?duos de C. juncea, com perdas acumuladas de cerca de 46 e 14%, respectivamente. O arranjo em fileiras duplas de plantio de milho n?o influenciou no rendimento do cereal. Os resultados encontrados postam o cons?rcio em milho e C. juncea semeados simultaneamente como um promissor sistema de cultivo, capaz de proporcionar produ??o de gr?os de milho acima da m?dia produtiva do estado do Rio de Janeiro.

[pt] Os agrotóxicos são utilizados principalmente nas lavouras e se dispersam no ambiente após aplicação, interferindo na qualidade do ar através da volatilização. Esta é influenciada pelas características do solo, características do agrotóxico, condições climáticas, cobertura vegetal e manejo agrícola. O objetivo deste trabalho foi caracterizar com parâmetros geotécnicos quatro solos de diferentes texturas que serviram de base para estudos preliminares de volatilização do herbicida 2,4-D. As propriedades de cada solo são importantes para identificar quais os parâmetros que mais influenciam na volatilização. Estudos foram feitos para desenvolver a metodologia de medição e pesquisar variações de manejo que resultem na menor perda por volatilização. A metodologia adotada utilizou microcosmos preenchidos com os solos previamente acondicionados, simulando a densidade natural. Após a aplicação do 2,4-D, os produtos voláteis foram captados por um processo de aspiração suave para uma resina XAD-2 capaz de sorver o herbicida. O sistema não é fechado para evitar distorções ambientais na temperatura, umidade e no vento, de forma a simular as condições naturais do ambiente. A extração do 2,4-D na resina foi feita pela extração com diclorometano e N-hexano (1:1) e sua quantificação foi realizada através da análise em cromatógrafo líquido com detector UV. A abordagem experimental mostrou que a metodologia utilizada permite grande perda pela ação dos ventos, requerendo um aperfeiçoamento metodológico. Os experimentos em campo foram conduzidos com quatro solos distintos do Rio de Janeiro em que a exposição do herbicida 2,4-D foi feita em duas sucessões distintas: uma com aplicação no início do dia – noite e a outra com aplicação no início da noite – dia, ambas com exposição de 24 horas. Nos cromatogramas das amostras com exposição ao sol foi observado, além do 2,4-D, outro composto em concentrações maiores, indicando possível metabólito. Foi observado que o efeito da umidade intersticial é preponderante sobre os outros parâmetros do solo, como o teor de matéria orgânica, e a volatilização foi maior nos experimentos que começaram no início da manhã comparados aos experimentos iniciados no final da tarde. A captação de voláteis somando os valores medidos na resina e nas espumas de poliuretano mostraram que a máxima volatilização foi no solo arenoso de Tinguá no turno da manhã, enquanto que o mínimo foi no turno da tarde para o mesmo solo. A redução de produtos volatilizados não é só um prejuízo na perda do produto, mas sobretudo uma redução da contaminação aérea, que poderá reduzir a exposição da flora e fauna, assim como a saúde humana. / [en] Pesticides are mainly used in crops and are dispersed into the environment, affecting the quality of the air by volatilization. This is influenced by the characteristics of the soil, pesticide properties, climate conditions, vegetation and agricultural management. It was performed geotechnical caracterization in four different soil textures to use them for preliminary studies of 2,4-D s volatilization. The properties of each soil are important to identify the parameters that most influence the volatilization. Studies have been done to develop the measurement methodology and to study management changes that result in reduced volatilization loss. In microcosm filled with soils simulating natural density was applied the herbicide 2,4-D in field concentrations. Volatilization products were captured by a gentle aspiration device with a XAD-2 resin. The system is not closed to prevent environmental distortions of temperature, umidity and wind, in order to simulate the natural conditions of the environment. The 2,4-D extraction of the resin was performed by extraction with dichloromethane and n-hexane (1:1) and quantification was performed by analyzing a liquid chromatograph with UV detector. The experimental methodology used needs to be improved to have a higher capture efficiency with wind loss reduction. The field experiments were conducted with four different soils of Rio de Janeiro state where exposure of 2,4-D herbicide was made in two separate sequences: one application earlier in the morning and the other application in the late evening, both with 24 hours exposure. In the chromatograms of all samples with sun exposure was observed, in addition to 2,4-D, another compound with higher concentrations indicating a possible photodegradation metabolite. It was observed that the effect of interstitial moisture is predominant over other soil parameters and volatilization was higher in the early morning experiments compared to the experiments started in the late afternoon. Considering the sum of XAD-2 resin and PUF, the maximum volatilization at 24 hour exposure was in the sandy soil of Tinguá during the morning shift, while the minimum was in the afternoon for the same soil. The reduction of volatilized products is not only a manner to enhance agronomic efficiency but mainly to reduce air pollution with a decrease of toxic effects on flora and fauna as well in human health.

O tratamento de águas residuárias industriais, submetido constantemente a cargas de choque, é pouco estudado no Brasil, sendo limitado o grau de conhecimento que se tem no mundo sobre os mecanismos de remoção de disruptores endócrinos nos sistemas de tratamento físico-químicos e biológicos. O presente trabalho traz um estudo de caso, envolvendo uma indústria com uma composição de produtos muito diversificada, com despejos líquidos de unidades isoladas de qualidades diversas e que tem como uma das principais matérias-primas, nonil fenóis, conhecidos disruptores endócrinos. Os mecanismos de remoção de carga orgânica e a avaliação da toxicidade da água residuária ao processo biológico de tratamento foram estudados em escala de laboratório, enquanto que a sua tratabilidade por coagulação, floculação, flotação com ar dissolvido seguido de sistema de lodos ativados, em escala piloto. Avaliou-se, também, a aplicabilidade do tratamento biológico com carvão ativado em pó. A grande variação qualitativa e quantitativa da água residuária bruta requer uma unidade de equalização com tempo de detenção de pelo menos 30 horas. O maior responsável por esta variação de qualidade é o processo da unidade química, cujo efluente é proveniente de lavagens de tanques e reatores. Apesar da reduzida eficiência de remoção de DQO obtida com a coagulação, floculação e flotação com ar dissolvido (20 a 30%), constatou-se que este tratamento é essencial para a redução da toxicidade ao processo biológico. A dosagem de coagulante e o pH ótimos variam conforme a característica do despejo e devem ser determinadas diariamente. No sistema biológico, observou-se uma remoção significativa da DQO do efluente bruto gerado na indústria, não apenas por biodegradação, mas também por volatilização e adsorção. Os testes de bancada evidenciaram remoções de DQO por arraste com ar de 47 a 77 % e por adsorção no lodo biológico, de 42%. Apesar dos constantes choques de carga orgânica e de poluentes tóxicos, conseguiu-se atingir o estado estacionário com variações máximas da concentração de sólidos em suspensão voláteis no tanque de aeração entre 20 e 30%. Neste período, a idade do lodo situou-se em torno de 25 a 30 dias e o tempo de detenção hidráulico foi de 3,8 dias. A eficiência média de remoção de DQO neste período foi de 86%. Os testes com a unidade piloto demonstraram que a utilização de carvão ativado em pó (CAP) produz resultados satisfatórios, comprovando a redução de poluentes tóxicos da água residuária e refletindo em uma significativa melhora na biodegradabilidade do efluente, com aumento da concentração de sólidos em suspensão voláteis no tanque de aeração (de 1380 mg/L para 3820 mg/L) e redução da amplitude de variação da DQO do efluente tratado que passou de 600 a 3200 mgO2/L para o sistema sem CAP para 300 a 600 mgO2/L para o sistema com CAP. Notou-se, também, com a adição de CAP, melhoria na sedimentação do lodo. Pode-se concluir também que o sistema de tratamento atendeu a legislação atual do Estado de São Paulo, com uma remoção média de 80% da DBO5. / Wastewater treatment systems continuously receiving shock loads and the behavior of contaminants under unsteady state conditions are not very well documented in our country, with limited degree of knowledge in the world on the removal of specific pollutants like endocrine disrupting chemicals (EDC) in physical chemical and biological wastewater treatment systems. The present work brings a case study regarding an industry which wastewaters were generated from plants with multiproducts and campaign production with variable composition, and with nonylphenols as one of their raw materials which is known as an endocrine disrupting chemical. The organic load and toxicity removal mechanisms of the wastewater to the biological treatment were studied in bench scale whilst their treatability was evaluated through coagulation, flocculation, dissolved air flotation followed by activated sludge, in pilot scale. The feasibility of the addition of powdered activated carbon to the biological system was also studied. The large qualitative and quantitative variability of the wastewater requires an equalization time of at least 30 hours. The main responsible for this variability in quality is the chemical unit process which wastewaters are originated from reactors and tanks cleanings. Although the low efficiency in COD removal obtained with coagulation, flocculation and dissolved air flotation (20 to 30%), it was found that this process is essential to the toxicity reduction for the biological process. Optimum pH and coagulant dose vary with the wastewater characteristics, and must be determined on a daily basis. On the biological system, it was observed important raw wastewater COD elimination not only through biodegradation, but also through volatilization and adsorption. Bench tests revealed COD elimination of 47 to 77% by air stripping and 42% by adsorption onto the biological sludge. Despite of constant organic and toxic shock loads, it had been possible to reach the steady state during which the maximum variation on the volatile suspended solids concentration was 20 to 30%. During this period, sludge age was around 25 to 30 days, and the hydraulic detention time was 3,8 days. Average efficiency on COD removal in this period was 86%. Tests results with PAC dosage on the pilot plant showed satisfactory, proving the reduction of toxic compounds from the wastewater and resulting in biodegradability improvement. The increase of volatile suspended solids in the aeration tank was from 1380 mg/L to 3820 mg/L, and reduction in the range of variation of remaining treated water COD from 600 to 3200 mgO2/L (system without CAP) down to 300 to 600 mgO2/L (system with CAP). The improvement on the sludge sedimentation with PAC addition was also remarkable. One can also conclude the treatment system attained the current legislation of the State of São Paulo, with 80% BOD5 removal.