O Brasil está entre os 10 países no mundo que mais desperdiça alimentos. Esta situação aliada ao crescimento econômico e a falta de iniciativas dos gestores em buscar soluções para a gestão dos serviços públicos municipais de limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos, faz com que o sistema de tratamento de resíduos fique esquecido. No Brasil mais de 50% da composição dos resíduos sólidos urbanos gerados é de resíduo orgânico biodegradável suscetível a compostagem. As unidades de triagem e compostagem no Brasil deveriam apresentar um processo de tratamento eficaz aos resíduos, especialmente ao resíduo orgânico, transformando-o em composto e reduzindo a quantidade de resíduos que é enviada a aterros sanitários. Mas o que se observa é o oposto disso, material reciclável sendo erroneamente disposto em aterros sanitários sem uma prévia separação e tratamento. Observa-se que no Brasil a compostagem ainda é pouco utilizada, e busca-se saber porque esse sistema de tratamento ainda tem pouca credibilidade, não só por parte dos gestores, mas também da população. Há a hipótese de que devido a erros de projetos e concepções sofridas no passado o descrédito em relação a estas unidades ainda esteja presente, e por essa razão os gestores acreditem que o sistema é falho. Em outro momento sabe-se que as tecnologias e estudos avançaram muito ao longo dos anos, e há de certa forma a ocorrência de outros motivos que façam com que as unidades de triagem e compostagem no Brasil não tenham o sucesso esperado. Busca-se através dessa pesquisa descobrir o porquê estas unidades não conseguem alcançar seus objetivos completamente ou até mesmo manter-se em atividade. Foi feito o levantamento da situação atual das unidades de triagem e compostagem em diversas regiões do Brasil. Análises críticas a partir da avaliação de dados estruturais e operacionais obtidos por meio da opinião de diversos especialistas, técnicos e operadores da área de resíduos sólidos, constatando as medidas cabíveis para propor melhores alternativas e melhorias para unidades de compostagem e para a implantação de novas unidades no futuro. / Brazil is among the 10 countries in the world that more waste food. This coupled with the economic growth and the lack of initiatives by managers in seeking solutions for the management of municipal public services of urban cleaning and solid waste management, makes the waste treatment system is overlooked. In Brazil more than 50% of the composition of municipal solid waste is biodegradable organic matter, which could be treated by composting. The sorting and composting plants in Brazil should present an effective treatment process waste, especially organic waste, turning it into compost and reducing the amount of material that is sent to landfills. But what we see is the opposite, recyclables mistakenly being disposed in landfills without prior separation and treatment. It is observed that in Brazil composting is still little used, and seek to know why this treatment system still has little credibility, not only by managers, but also the population. There is the assumption that because of projects errors and conceptions suffered last discredit for these units is still present, and therefore the managers believe the system is flawed. Another time it is known that the technologies and studies progressed a lot over the years, and there is a certain way the occurrence of other reasons that make the sorting and composting units in Brazil does not have the expected success. Through this research, we seek to find out why these units fail to achieve their goals completely or even to stay in business. It has made the lifting of the current situation of the sorting and composting plants in several regions of Brazil. Critical analyzes from the assessment of structural and operational data obtained through the opinion of many experts, technicians and solid waste area operators, finding the necessary steps to propose better alternatives and improvements to composting plants and the construction of new units in the future.

Orientador: Prof. Dr. Dácio Roberto Matheus / Coorientadora. Profª. Drª. Neusa Serra / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2018. / No Brasil, menos de 0,5% da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) é reciclada. O primeiro capítulo revisa sistematicamente estudos que comparam o ciclo de vida da FORSU quando destinada para a compostagem e a digestão anaeróbia. A revisão aponta lacunas metodológicas na análise do ciclo de vida (ACV) dos subsistemas energético e agrícola e a ausência de discussão sobre a FORSU em ambientes tropicais. No subsistema energético não se tem atentado para a dinâmica de geração e regulação de energia ao avaliar as substituições de diferentes matrizes. A redução das emissões de uso no solo dos fertilizantes substituídos é a principal lacuna do subsistema agrícola, que tem se limitado a análise do estoque de carbono e da redução da produção de fertilizantes. O segundo capítulo analisa o ciclo de vida da FORSU considerando as condições de ambiente tropical. Para tanto, cenários de manejo e gestão foram construídos para compostagem (doméstica e centralizada) e digestão anaeróbia (geração elétrica e biometano), a partir das características de gestão dos RSU e climáticas da Região Metropolitana de São Paulo, considerando as lacunas de análise identificadas no capítulo primeiro. Os cenários resultaram em potencial de aquecimento global de 220,0 a -480,7 kg CO2eq, acidificação de 1,7 a -4,3 kg SO2eq e eutrofização de 0,6 a -4,6 PO43-eq por tonelada destinada a compostagem e 215,6 a -510,2 kg CO2eq, 3,3 a -24,7 kg SO2eq e 0,3 a 3,0 PO43-eq para digestão anaeróbia. Os principais ganhos estão na substituição de ureia e estoque de carbono no solo para compostagem e substituição de carvão na produção elétrica para digestão anaeróbia. No cenário realista de gestão, 3,57 a 3,93 milhões de toneladas de CO2eq ao ano são reduzidas se comparado ao aterramento. Os potenciais de acidificação e eutrofização podem ser reduzidos com a redução no uso de ureia visto que, mesmo na maior metrópole da América Latina, cerca de 70% do composto produzido pode ser aplicado na RMSP e o restante aplicado a menos de 100 km. A integração do setor de resíduos com outros setores, como agrícola e energético ainda é um desafio para a gestão de RSU. Todavia, nesta integração se encontra a maior parcela de ganhos ambientais da destinação da FORSU para compostagem ou digestão anaeróbia. / Less than 0.5% of organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) is recycled in Brazil. First chapter systematically reviews studies comparing composting and anaerobic digestion of OFMSW in life cycle approaches. The review points out some methodological gaps in life cycle assessment of energetic and agricultural subsystems and absence of discussion about OFMSW in tropical environments. In energetic subsystem, studies have not observed power generation and regulation dynamics for choosing energy source substitution. The absence of reduction of emissions due to use on land of substituted fertilizers is the main gap in agricultural subsystem, limited to carbon storage and reduction in production of fertilizers. Second chapter assesses the life cycle of OFMSW considering tropical conditions. Therefore, technical and management scenarios were developed for composting (domestic and industrial) and anaerobic digestion (power generation and biomethane) based on climatic and management context of São Paulo's Metropolitan Region, considering the identified gaps in first chapter. The scenarios resulted in potentials of global warming 220,0 to 480,7 kg CO2eq, acidification 1,7 a -4,3 kg SO2eq and eutrophication 0,6 a -4,6 PO43eq per ton treated by composting and 215,6 a -510,2 kg CO2eq, 3,3 a -24,7 kg SO2eq e 0,3 a -3,0 PO43-eq by anaerobic digestion. The main benefits are substitution of urea and carbon storage in soil for composting and substitution of power from coal for anaerobic digestion. For a realistic management scenario 3.57 to 3.93 million tons CO2eq by year might be saved compared to landfilling. Acidification and eutrophication potentials might be reduced with urea use on land diminishment, as even in largest metropolis of Latin American, more than 70% can be applied in agriculture inside metropolis area and the rest transported to less than 100 km. Waste management sector integration with other sectors, as agriculture and energy still poses a challenge to MSW management in Brazil. Although, in this integration we found the greatest environmental benefits of composting and anaerobic digestion of OFMSW.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-02-22T19:43:47Z No. of bitstreams: 2 Plínio_Silva2017.pdf: 3246081 bytes, checksum: 525195e3f8332bff3e5cccd1e612e0ae (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T19:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Plínio_Silva2017.pdf: 3246081 bytes, checksum: 525195e3f8332bff3e5cccd1e612e0ae (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Western Region of Paraná has a large number of agro-industrial cooperatives, standing out in the production and export of chicken meat. However, this activity has a high generation of residues, both in the pre-fattening phase and in the meat slaughtering and processing phases. Currently, this waste has been destined to composting plants, whose main challenge is to optimize the process, aiming at reducing composting time and increasing the quality of the final compost. Thus, this work had the objective of evaluating the influence of the factors composting patio cover and frequency of turning in the quality of the final organic compound. For this, 6 composting piles (treatments) were made, with each lawn being the combination of two factors: composting patio cover and frequency of turning. The piles were made using residues from the productive chain of the broiler chicken and all had the same constitution. During the composting process, temperature and mass and volume reduction were observed. To evaluate the quality of the final product macro and micronutrient analyses were carried out, as well as phytotoxicity test, pH, electrical conductivity, cation exchange capacity, and water soluble organic matter analyses were performed. The use of the composts as substrate for cultivating vegetable seedlings was also tested. The temperature of the piles reached the thermophilic phase on the first day of composting, reaching temperatures up to 69 °C. The greatest reduction of mass and volume occurred in the pile that was conducted in open patio, reaching 56% of mass reduction and 72% of reduction of volume. The larger reduction of macronutrients was also observed with the increase of the frequency of changes and the exposure of the pile to the climatic effects. It was concluded that the cover factor of the composting patio was the one that most influenced the quality of the organic compost, significantly reducing the macro and micronutrient contents. The factor of frequency of turning contributed for a larger reduction of mass and volume in the lawns and with the greater reduction of nitrogen. At the end of the process, the composts were considered stabilized and able to be marketed, according to MAPA’s IN 25. / A Região Oeste do Paraná possui grande número de cooperativas agroindustriais, se destacando na produção e na exportação da carne de frango. Porém, essa atividade possui uma elevada geração de resíduos, tanto na fase que antecede a engorda, quanto nas fases de abate e processamento da carne. Atualmente estes resíduos têm sido destinados à usinas de compostagem, cujo principal desafio é otimizar o processo, visando diminuição do tempo de compostagem e aumento da qualidade do composto final. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar a influência da cobertura do pátio de compostagem e da frequência de revolvimento na qualidade do composto orgânico final. Para isso, foram confeccionadas 6 leiras de compostagem (tratamentos), sendo que cada leira era a combinação de dois fatores: cobertura do pátio de compostagem e frequência de revolvimento. As leiras foram confeccionadas utilizando resíduos da cadeia produtiva do frango de corte e todas possuíam a mesma constituição. Durante o processo de compostagem foi feito o acompanhamento da temperatura e das reduções de massa e volume. Para avaliar a qualidade do produto final foram feitas análises de macro e micronutrientes, teste de fitotoxicidade, pH, condutividade elétrica, capacidade de troca catiônica e da matéria orgânica solúvel em água. Também foi testado o uso do composto como substrato para cultivo de mudas de hortaliças. A temperatura das leiras atingiu a fase termofílica já no primeiro dia de compostagem, chegando a temperaturas de até 69 °C. A maior redução de massa e volume ocorreu nas leiras que foram conduzidas em pátio descoberto, chegando a 56% de redução de massa e 72% de redução de volume. Também foi observado uma maior redução de macronutrientes com o aumento da frequência de revolvimentos e com a exposição das leiras aos efeitos climáticos. Concluiu-se que o fator cobertura do pátio de compostagem foi o que mais influenciou na qualidade do composto orgânico, reduzindo significativamente os teores de macro e micronutrientes. O fator frequência de revolvimentos contribuiu para uma maior redução de massa e volume nas leiras e com a maior redução de nitrogênio. Ao fim do processo, os compostos foram considerados estabilizados e aptos a serem comercializados, conforme a Instrução Normativa 25 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA).

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taiana.pdf: 1049826 bytes, checksum: 6b4cf77a1f5c7d5f54a87597ae4844ae (MD5) Previous issue date: 2013-04-04 / Sheep litter has in its composition manures incorporated to rice husk, which is a lignocellulosic material. Materials with this characteristic are stabilized for longer period of time and have restrictions on decomposing since they present strong fractions that can, sometimes, be inaccessible to micro-organisms. Some alternatives have been used in order to easy these nutrients recycling, for example its ordinary mixing with another residue. Thus, this essay aimed at evaluating vermicomposting, composting and anaerobic co-digestion applied to sheep litter mixed with cattle manure in order to provide available conditions to change such residues. Three assays were carried out from five ratios of sheep litter and cattle manure: 0:100, 25:75, 50:50, 75:25 and 100:0, which represented treatments T100, T75, T50, T25 and T0, respectively. The process of vermicomposting was carried out from November 2011 to march 2012. The material has undergone a preparation in order to eliminate toxic composts. Then, 0.88 kg of dry mass and 15 adult worms (Eisenia foetida) were allocated in the vermireactor. The ≥ 45% ash content was the stability parameter adopted in this assay. The composting piles were carried out from April to July 2012 in a covered area of concrete floor. Each pile had 200 kg of dry mass and received manual turnings two times a week during the first month and weekly from then on. Composting was supervised until the piles reached values close to room temperature, when the material was stabilized. The experimental period for anaerobic co-digestion occurred from May to October 2012. An entry mixture diluted with water was made in order to obtain a 5% content of total solids. And for residues fermentation, PVC bench scale bio-digesters were used to storage 6 L volume of such material. An anaerobic co-digestion was carried out in a batch system and observed until the curve of biogas production had decreased. In all assays, the adopted experimental design was completely randomized with univariate and multivariate statistics for data evaluation. The results showed that 50% of cattle manure was necessary in the mixture so that sheep litter could be efficiently absorbed in composting and in anaerobic co-digestion. This ratio generated a compost and biofertilizer with greater stability and content of nutrients as well as provided a larger scale of biogas production. In vermicomposting, the sheep litter showed potential to be used in a ratio up to 75% in mixture with cattle manure for Eisenia foetida specie development. However, greater ratios than 25% have decreased the vermicompost quality and in all assays, the rice husk was not transformed. / A cama de ovinos é composta por dejeções incorporadas a um material lignocelulósico, a casca de arroz. Materiais com essa característica apresentam maior tempo de estabilização ou limitações na decomposição, pois são constituídos de frações resistentes, por vezes inacessíveis aos microrganismos. Algumas alternativas são utilizadas para facilitar a reciclagem desses nutrientes, como a simples combinação com outro resíduo. Com este propósito, objetivou-se avaliar a vermicompostagem, a compostagem e a co-digestão anaeróbia de cama de ovinos em mistura com dejetos bovinos a fim de que fossem fornecidas condições adequadas para a transformação dos resíduos. Os três ensaios foram realizados a partir de cinco proporções de cama de ovinos e dejetos bovinos: 0: 100, 25: 75, 50: 50, 75: 25 e 100: 0, os quais representavam os tratamentos T100, T75, T50, T25 e T0, respectivamente. A vermicompostagem foi conduzida de novembro de 2011 a março de 2012. O preparo do material foi realizado a fim de que fossem eliminados os compostos tóxicos. Posteriormente, foram depositados 0,88 kg de massa seca e 15 minhocas adultas da espécie Eisenia foetida nos vermireatores. O conteúdo de cinzas de ≥ 45% serviu de parâmetro de estabilidade adotado neste ensaio. As leiras de compostagem foram conduzidas de abril a julho de 2012, em pátio coberto e com piso em concreto. Cada leira contou com 200 kg de massa seca e foram realizados revolvimentos manuais duas vezes por semana no primeiro mês e semanalmente a partir desse momento. A compostagem foi acompanhada até as leiras apresentarem valores de temperatura próximos a ambiente, quando considerou-se o material estabilizado. Na co-digestão anaeróbia, o período experimental foi de maio a outubro de 2012. A mistura de entrada, diluída com água, foi feita a fim de obter-se o teor de sólidos totais de 5%. Para fermentação dos resíduos, utilizaram-se biodigestores de PVC de bancada com volume útil de 6 L. A co-digestão anaeróbia foi conduzida em sistema batelada e acompanhada até o decréscimo da curva de produção de biogás. O delineamento experimental adotado em todos os ensaios foi inteiramente casualizado, com emprego de análises estatísticas univariadas e multivariadas para avaliação dos dados. Os resultados demonstraram a necessidade de 50% de dejetos de bovinos na mistura, para que a cama de ovinos pudesse ser absorvida eficientemente na compostagem e na co-digestão anaeróbia. Essa proporção deu origem a um composto e biofertilizante com maior estabilidade e conteúdo de nutrientes, além de proporcionar maiores produções de biogás. Em vermicompostagem, a cama de ovinos apresentou potencial de ser utilizada em proporção de até 75% na mistura com dejetos bovinos, para desenvolvimento da espécie Eisenia foetida. Porém, proporções superiores a 25% diminuíram a qualidade do vermicomposto. A casca de arroz não foi transformada em todos os ensaios.

Orientador: Eglé Novaes Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-22T20:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dutra_BrunoRicardoMarques_M.pdf: 14252007 bytes, checksum: 1327c4c986a7ffc6b82fbdb55f2ef7e0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A fração de matéria orgânica biodegradável pode atingir patamares superiores a 50 % do resíduo sólido gerado em diversas localidades. Sua disposição inadequada está associada a diversos problemas ambientais como: proliferação de vetores, contaminação de recursos hídricos e desprendimento de gases que podem ter odor desagradável e causar efeito estufa. Uma das formas para minimizar este impacto é pelo processo de compostagem, que pode ser realizado em Unidades de Compostagem, onde a fração orgânica do resíduo sólido doméstico produzido por agrupamentos humanos pode ser tratada o mais próximo possível do local onde foi gerado. Realizou-se a caracterização gravimétrica do resíduo sólido doméstico gerado na Moradia Estudantil da UNICAMP com o objetivo de identificar o potencial de geração da fração orgânica compostável. Além disto, com base nos dados obtidos por esta identificação, tanto no trabalho de iniciação científica realizado pelo autor desta pesquisa, como neste trabalho, estudo bibliográfico e no levantamento histórico do sistema de coleta e segregação de resíduo da Moradia elaborou-se uma proposta de plano para otimização do sistema de gerenciamento do resíduo sólido orgânico doméstico para o local. Com isto, verificou-se que a geração per capita de resíduo sólido doméstico pelos estudantes da Moradia foi muito inferior à de diversas localidades estudadas, pois uma percentagem significativa dos estudantes permanece grande parte do dia na Universidade e por isto grande parte do resíduo gerado é ali descartado. Ainda assim, a produção de resíduo sólido orgânico predominou, correspondendo a 41 % do resíduo sólido doméstico gerado. Observou-se também, que a Moradia possui área disponível à instalação de uma Unidade de Compostagem e que, se implementada, ainda que em caráter experimental, no contexto universitário, pode ser de suma importância, pois a Universidade é o local onde se formam pessoas que têm papel fundamental em difundir valores e práticas de sustentabilidade, assim como a formação de futuras gerações que precisam vislumbrar, endossar e implementar propostas sustentáveis / Abstract: The fraction of biodegradable organic matter can reach levels higher than 50% of solid waste generated in some locations. The improper disposal is associated with various environmental problems such as: the proliferation of vectors, contamination of water resources, and loosening gases of unpleasant odor and that cause the greenhouse effect. One way to minimize this impact is the composting process, which can be held in Composting Units. In this Units the organic fraction of domestic solid waste produced by communities, neighborhoods, condominiums can be treated as close as possible to where it was generated. In this sense, it was carried out the gravimetric characterization of the domestic solid waste generated in the Student Dorm. It was made in order to identify the potential for generation of compostable organic fraction. Besides that, a plan for optimize and expand the system of segregation, collection and treatment of organic household solid waste was organized. It has been made based on the work of undergraduate research conducted by the author of this research, the literature research and the survey history of the collection and segregation system of the Student Dorm. With this, it was found that the production of per capta domestic students housing was much lower than the values found for other locations. It happens because a big part of the students stays almost the whole day in the University, and most of the waste is discarded on this site. Nevertheless, the organic solid waste production prevailed, corresponding to 41% of solid domestic waste generated. It was also observed that the Student Dorm has an available area to install a Composting Unit and if it is implemented, even experimentally, in the University context, can be very important, because the University is a place where occurs the formation of people with a fundamental part in spreading sustainability values and practices, as well as the formation of future generations, who needs to discern, endorse and implement sustainable approaches / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des polluants organiques largement répandus dans l’environnement. Ils sont très fréquemment détectés dans les sols et sont principalement le produit d’une combustion incomplète de la matière organique. Etant toxiques et cancérigènes, de nombreuses études portant sur leur élimination des sols ont été massivement effectuées au cours des dernières années. Parmi tous les traitements disponibles pour traiter des sols contaminés par les HAP, les approches biologiques sont prometteuses car elles ont un impact limité, voire nul sur l’environnement. Cependant, leur efficacité est étroitement dépendante de nombreux facteurs difficiles à contrôler. L’objectif de cette thèse a été d’obtenir une connaissance plus précise concernant la dépollution biologique de sols contaminés par des HAP, en définissant à travers une série d‘expériences, les conditions les plus appropriées pour leur élimination principalement en termes de caractéristiques physiques et chimiques du sol, de la structure des HAP et leurs concentrations, la densité et la composition microbienne, le pH et l’humidité du sol et la disponibilité des nutriments. Les expériences réalisées dans cette thèse, sont basées sur le compostage de déchets organiques avec des sols contaminés par des HAP. L’ajout de matière organique vise à promouvoir la dégradation biologique simultanée des HAP et des déchets organiques frais en conditions contrôlées. Les résultats attendus de cette approche sont la dégradation des polluants en composés moins nocifs, en raison de la stimulation de l’activité des micro-organismes présents dans le sol ainsi que dans les déchets organiques apportés. Dans le but de comprendre l’influence des facteurs précédemment mentionnés, les expériences ont été menées sur un sol synthétique, artificiellement contaminé, ainsi que sur un sol contaminé provenant d’un site industriel identifié comme pollué par des HAP. Quatre types de déchets organiques frais ont été sélectionnés pour être ajoutés au sol artificiellement contaminé par des HAP. Les résultats ont montré que les boues activées étaient l’amendement organique le plus efficace par rapport au fumier de bufflonnes, aux déchets de cuisine et aux déchets organiques à base de légumes. Un taux d’élimination des HAP totaux supérieur à 60% a été atteint avec les boues activées. En outre, cette série d’expériences a prouvé que les conditions mésophiles étaient plus favorables que les conditions thermophiles, mais également que la teneur en azote, l’importance de la fraction soluble et les teneurs en protéines sont très importantes pour l’élimination des HAP. Sur la base de ces résultats, une série d’expériences a été menée sur un sol historiquement contaminé en apportant des quantités différentes de boues activées (ratio massique sol contaminé : boues activées variant de 1:2, 1:1 , 1:0,5 à 1:0). Contrairement aux résultats obtenus avec le sol artificiel, pour un sol naturellement contaminé, les amendements à base de boues activées n’ont pas stimulé l’élimination de HAP. Les meilleurs résultats ont été obtenu pour le sol non amendé par les boues activées (un rendement d’élimination des HAP totaux de 32% a été atteint en l’absence de boues activées, tandis qu'en présence d’un amendement à base de boues activées les meilleurs résultats ne dépassent pas 14% d’élimination des HAP totaux), cela prouve que la stimulation de micro-organismes pouvant dégrader les HAP est un facteur clé pour le succès du processus de dépollution biologique dans des conditions environnementales favorables / Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are organic pollutants widely distributed in the environment and very frequently detected in soils as they are mainly produced from an incomplete combustion of organic matter at high temperature. They are toxic and even carcinogenic, therefore their removal from soils has been massively studied in the past years. Among all treatments suitable for treating soils contaminated by PAHs, biological ones are promising and challenging as they have a low or even no impact on the environment as well as their efficiency is tightly dependent on many factors not easy to control. The objective of this thesis has been to get more accurate knowledge on bioremediation of PAHs contaminated soils, by defining, through a series of experiments, the most suitable conditions for their biological remediation mainly in terms of physical and chemical soil characteristics, PAHs type and concentration, microbial density and composition, pH value, moisture content and availability of nutrients. The bioremediation experiments carried out in this thesis are based on landfarming as well as composting soil treatments and aimed at promoting the simultaneous biodegradation of PAHs and fresh organic wastes under controlled conditions. The expected result of this approach has been the conversion of organic pollutants into less harmful compounds, due to the activity of the microorganisms present in soil as well as in the organic waste added to soil. With the aim of deeply understanding the influence of the aforementioned factors on the bioremediation of PAHs contaminated soil, experiments were conducted on a synthetic soil, artificially contaminated, as well as on a real contaminated soil. In details, four different types of fresh organic waste were selected to be added to PAHs artificially contaminated synthetic soil and the results showed that centrifuged activated sewage sludge (SS) was the most effective organic amendment compared to buffalo manure (BM), food and kitchen waste (FKW) and fruit and vegetable waste (FVW). The removal efficiency of total PAHs reached with SS was actually a little higher than 60%. Furthermore, this set of experiments proved that mesophilic conditions were more performing than thermophilic conditions, as well as the content of nitrogen, soluble fraction and proteins played an important role in the PAHs removal. Based on the previous results, the next set of experiments was conducted on a real contaminated soil amended with different amounts of centrifuged activated SS (e.g. contaminated soil to SS mass ratios were 1:2, 1:1, 1:0.5 and 1:0 as wet weight basis). In contrast to results obtained with synthetic soil, in a real contaminated soil, SS amendment resulted in being not beneficial to PAHs removal. The best results were actually achieved where no SS was added (total PAHs removal efficiency of 32%, whereas with SS the best results showed a value of 14%), proving that the adaptation of microorganisms to PAHs is the key factor for the success of the bioremediation process coupled with setting favorable environmental conditions

Fruit and vegetable residue (FVR) can be used for the production of organic compost, which when mineralized may provide nutrients to fruit trees, such as the Pecan (Carya illinoinensis (Wang) K.). The objective of the study was to produce an organic compound from the mixture of different ratios of fruit and vegetable residue (FVR), rice husk (RH) and poultry manure (PM) that meets the minimum quality requirements demanded by legislation, as well as to evaluate the N mineralization of the organic compound used in the composition of the substrates to be used in the production of Pecan (Carya illinoinensis (Wang) K.) rootstock cultivar. This study was divided into two studies: Study 1 (Composition and mineralization of organic compounds derived from the composting of fruit and vegetable residues) and Study 2 (Growth and nutritional status of Pecan rootstock cultivar subjected to the application of an organic compound-based substrate). In Study 1, four treatments (piles) were assembled with different ratios of mixtures of FVR:RH:PM (v:v): 2:1:0, 1:1:1, 1.5:1:0 and 1.2:1:0. The treatments were submitted to the composting process for a period of 95 days. Four organic compounds were obtained (C1, C2, C3 and C4) and analyzed using the following parameters: TOC Nt, C/N CEC/C, EC, pH, moisture content, N-NH4+, N-NO3-, and contents of P, K, Ca, Mg, Cu, S, Mn and Zn. The second stage of this study was to perform the N mineralization test of the organic compound (C2) produced in the first stage of the study, used together with agricultural peat (AP) and carbonized rice husk (CRH) in the composition of the following treatments: 40%AP+60%CRH (control), 20%AP+80%C2, 30%AP+70%C2, 40%AP+60%C2, 50%AP+50%C2, 60%AP+40%C2, 70%AP+30%C2 and 80%AP+20%C2. The contents of N-NH4+, N-NO3-, mineral N and mineralized N were analyzed in relation to the total added at each time (0, 7, 14, 28, 56 and 112 days). In Study 2, the 40%AP+60% CRH (control), 20%AP+80%C2, 30%AP+70%C2, 40%AP+60%C2, 50%AP+50%C2, 60%AP+40%C2, 70%AP+30%C2 and 80%AP+20%C2 treatments were analyzed in relation to the development and nutritional status of Pecan rootstock cultivar in the period of 112 days. In Study 1, the constant additions of fruit and vegetable residues showed no significant difference in the temperature pattern developed in the compost piles. The composting of fruit and vegetable residues and rice husk requires an external source of nutrients to produce an organic compound within the minimum standards of quality required by organic fertilizer legislation. The compost (C2) exhibited excellent performance and the results were within the standards required by legislation in the following maturation and quality parameters: C/N ratio, TOC, N, P, K, Ca, Fe, Mn, CEC/C, pH, and moisture%. The use of organic compound in substrate composition favored N mineralization in comparison to the control treatment, especially the 40%AP+60%C2 mixture, which exhibited the highest NH4+ value at all the evaluated times, and the 60%AP+40%C2 mixture with the highest NO3-, mineral N and mineralized N at 28 days after incubation, as well as the highest N mineralization during the evaluation period. In Study 2, rootstocks grown in the 80%AP+20%C2 and 60%AP+40%C2 treatments exhibited greater accumulation of dry shoot mass (DSM). The 50%AP+50%C2, 40%AP+60%C2 and 30%AP+70%C2 treatments showed a greater increase in height and in the accumulation of total dry matter (TDM). The 40%AP+60%C2 treatment promoted the highest accumulation of dry root mass (DRM) and Dickson quality index (DQI) in the Pecan rootstock cultivar. The doses of organic compound (C2) did not affect the concentration of nutrients in the leaves of pecan, except N, which exhibited a lower concentration in the leaves in all the treatments. Thus, the organic compound produced from residues of fruits and vegetables, rice husk and poultry manure is efficient in the production of pecan rootstock cultivar. / Resíduos de frutas e hortaliças (RFH) podem ser utilizados para a produção de composto orgânico que quando mineralizado pode disponibilizar nutrientes às plantas frutíferas como a Nogueira-Pecã (Carya illinoinensis (Wang) K.). O objetivo do estudo foi produzir um composto orgânico a partir da mistura de diferentes proporções de resíduo de frutas e hortaliças (RFH), casca de arroz (CA) e dejeto de aves (DA), que atenda aos requisitos mínimos de qualidade exigidos pela legislação de fertilizantes orgânicos, avaliar a mineralização de N do composto orgânico utilizado na composição de substratos para ser utilizado na produção de cultivar de porta-enxerto de Nogueira-Pecã (Carya illinoinensis (Wang) K). O presente trabalho foi dividido em dois estudos: Estudo 1(Composição e mineralização de compostos orgânicos derivados da compostagem de resíduos de frutas e hortaliças) e Estudo 2 (Crescimento e estado nutricional de cultivar de porta-enxerto de Nogueira-Pecã submetido a aplicação de substrato à base de composto orgânico). No Estudo 1, foram montados quatro tratamentos (pilhas), com diferentes proporções de misturas de RFH:CA:DA (v:v): 2:1:0, 1:1:1, 1,5:1:0 e 1,2:1:0. Os tratamentos foram submetidos ao processo de compostagem por um período de 95 dias. Foram obtidos 4 compostos orgânicos (C1, C2, C3 e C4), que foram analisados nos seguintes parâmetros: COT, Nt, C/N, CTC/C, CE, pH, teor de umidade, N-NH4+, N-NO3-, teor de P, K, Ca, Mg, Cu, S, Mn e Zn. A segunda etapa deste estudo foi a realização de teste de mineralização de N do composto orgânico (C2), produzido na primeira etapa do estudo, utilizado juntamente com a turfa agrícola (TA) e casca de arroz carbonizada (CC) na composição dos seguintes tratamentos: 40%TA+60%CC (controle), 20%TA+80%C2, 30%TA+70%C2, 40%TA+60%C2, 50%TA+50%C2, 60%TA+ 40%C2, 70%TA+30%C2 e 80%TA+20%C2. Foram analisados os teores de N-NH4+, N-NO3-, N mineral e N mineralizado em relação ao total adicionado nos tempos (0, 7, 14, 28, 56 e 112 dias). No Estudo 2, foram avaliados os tratamentos 40%TA+60%CC (controle), 20%TA+80%C2, 30%TA+70%C2, 40%TA+60%C2, 50%TA+50%C2, 60%TA+ 40%C2, 70%TA+30%C2 e 80%TA+20%C2 no desenvolvimento e estado nutricional de cultivar de porta-enxerto de Nogueira-Pecã no período de 112 dias. No Estudo 1, as constantes adições de resíduos de frutas e hortaliças não demonstraram diferença significativa no padrão de temperatura desenvolvido nas pilhas de compostagem. A compostagem de resíduos de frutas e hortaliças e casca de arroz, necessita de uma fonte externa de nutrientes para produzir um composto orgânico dentro dos padrões mínimos de qualidade exigidos pela legislação de fertilizantes orgânicos. O composto (C2) apresentou desempenho superior com resultados conforme exige a legislação nos seguintes parâmetros de maturação e qualidade: relação C/N, COT, teores de N, P, K, Ca, Fe, Mn, CTC/C, pH e umidade%. A utilização de composto orgânico na composição do substrato, favoreceu a mineralização de N em relação ao tratamento controle, com destaque para a mistura 40%TA+60%C2 que apresentou a maior valor de NH4+ em todas as datas avaliadas, 60%TA+40%C2 com maior valor de NO3- , N mineral e N mineralizado aos 28 dias após a incubação, assim como também apresentou a maior mineralização do N no período avaliado. No Estudo 2, os porta-enxertos cultivados nos tratamentos 80%TA+20%C2 e 60%TA+40%C2 apresentaram maior acúmulo de massa seca da parte aérea (MSPA). Os tratamentos 50%TA+50%C2, 40%TA+60%C2 e 30%TA+70%C2, apresentaram maior incremento em altura e acúmulo de massa seca total (MST). O tratamento 40%TA+60%C2 favoreceu o maior acúmulo de massa seca de raiz (MSR) e o índice de qualidade de Dickson (IQD) em cultivar de porta-enxerto de Nogueira-Pecã. As doses de composto orgânico (C2) não afetaram a concentração de nutrientes nas folhas de nogueira-pecã, exceto o N que apresentou menor concentração nas folhas em todos os tratamentos avaliados. Assim, o composto orgânico produzido a partir de resíduos de frutas e hortaliças, casca de arroz e dejeto de aves é eficiente na produção de cultivar de porta-enxerto de nogueira-pecã.

Methane (CH4) is included in the direct greenhouse gases listed in the Kyoto protocol. The composting of anaerobic digestion (henceforth AD) material is a source of CH4. CH4 is the major contributor to overall CO2 emissions. Therefore, it is important to know the formation of this gas from different stages and substrates of the composting process. This study investigated CH4, CO2 and O2 profiles in two open-windrows in composting plants treating AD material. One composting windrow was turned one a week; whereas another was turned twice a week using a special windrow turner. To assess the gaseous formation in the composting windrows, CH4, CO2 and O2 volume concentrations were measured at different depths. Active aeration has been considered as a method to reduce CH4 generation during composting. However, our results showed that frequent turned windrow generated more CH4 than less turned windrow. The highest CH4 concentrations were found at a depth of 1 m, and were 45% and 37% for 2 times a week turned windrow and 1 time a week turned windrow respectively. Gas concentrations of CH4, O2 and CO2 in both windrows differed. Concentrations of CO2 and CH4 increased with depth, whereas concentration of O2 decreased from the surface to the lowest point. The O2 and CO2 are important factors in determining whether the windrows are anaerobic or aerobic. / Khí mê tan (CH4) là một trong những khí nhà kính được liệt kê trong nghị định thư Kyoto. Quá trình ủ phân compost từ các chất thải của hầm ủ biogas là nguồn phát sinh loại khí này. Khí mê tan đóng góp chủ yếu trong tổng lượng khí nhà kính phát thải vào khí quyển. Do đó, những hiểu biết về quá trình hình thành loại khí này trong các giai đoạn khác nhau của quá trình ủ phân compost từ chất thải hầm ủ biogas là rất quan trọng. Nghiên cứu này tìm hiểu sự phát thải khí CH4, CO2 và O2 trong 2 luống ủ ngoài trời tại các nhà máy xử lý rác thải hữu cơ bằng phương pháp kỵ khí. Luống ủ 1 được đảo trộn một lần một tuần trong khi luống ủ số 2 được đảo trộn 2 lần 1 tuần. Để đo đạc lượng khí phát thải từ các luống ủ phân compost, nồng độ các khí CH4, CO2 và O2 được đo ở các độ sâu khác nhau. Việc cung cấp khí oxy được coi như là một biện pháp để làm giảm sự hình thành khí mê tan. Tuy nhiên, kết quả đo đạc của chúng tôi chứng minh rằng việc đảo trộn thường xuyên phát thải nhiều khí mê tan hơn ít đảo trộn. Nồng độ khí mê tan cao nhất 45% và 37% đo được ở khoảng cách 1m từ bề mặt đối với luống ủ đảo trộn hai lần và một lần. Nồng độ các khí CH4, CO2 và O2 khác nhau ở hai luống trong thí nghiệm. Nồng độ khí CH4 và CO2 tăng theo độ sâu, trong khi O2 giảm theo độ sâu. Nồng độ khí CO2 và O2 đóng vai trò quyết định luống ủ được cung cấp đủ oxy cho quá trình phân hủy hiếu khí hay không.

Soil amended with manure has been implicated as a source of produce contamination leading to foodborne gastrointestinal-disease outbreaks. While current composting guidelines require temperatures ≥ 55°C for 3 days to destroy bacterial pathogens, these requirements have not been evaluated for all pathogens. Investigation of parasite survival in manure required development of a flow cytometry method integrating the cell-impermeant viability dye SytoX for simultaneous quantification and viability assessment of Cryptosporidium and Giardia oocysts/cysts. Further studies will be required to apply this method to investigate thermal reduction in parasites. Studies conducted with bacterial pathogens indicated that E. coli O157:H7 survived longer than other pathogens at 50°C to 55°C. Listeria monocytogenes survived significantly better in chicken manure compared to cow manure at 50°C to 55°C. Results suggest composting guidelines are adequate for bacterial pathogen reduction; however, testing for E. coli O157 along with Salmonella may increase confidence in compost safety.

La pérennité du compostage est cautionnée à une meilleure maîtrise de la qualité des composts ainsi que des émissions gazeuses. Ces deux critères dépendent en partie des conditions de compostage. Néanmoins, le contrôle des émissions gazeuses et des odeurs ne peut se circonscrire à une seule stratégie préventive. L'identification des composés responsables de l'odeur apparaît comme un enjeu permettant d'augmenter l'efficacité des solutions curatives. Cette thèse a eu pour double objectif d'évaluer l'influence des déterminants des procédés de compostage par aération forcée sur la qualité des composts, les émissions gazeuses et les odeurs en compostage et stockage ainsi que d'investiguer les corrélations entre composition chimique (CC) et concentration d'odeur (CO)des gaz émis. Le déchet et le structurant utilisés ont été des boues d'abattoir de porcs et des plaquettes de bois. L'influence des conditions opératoires a été évaluée en réacteur de compostage au regard des critères que sont la stabilisation, l'hygiènisation, le séchage et la conservation de l'azote. Un taux d'aération intermédiaire, un ratio structurant/déchet (S/D) >1 et une granulométrie >10mm semblent être les conditions répondant au mieux aux attentes d'un traitement par compostage. L'étude de l'influence des conditions sur les composés gazeux suspectés les plus contributrices des odeurs a conduit à une caractérisation exhaustive des émissions d'ammoniac, d'hydrogène sulfuré, des mercaptans par piégeage chimique et des COV par TD-GC-MS. L'identification des composés potentiellement contributeurs de l'odeur s'est basée sur le calcul d'unité d'odeur (UO) de chacun des composés i.e. le rapport de leur concentration chimique sur leur seuil olfactif, à leur pic d'émission. Les conditions opératoires générant le moins d'émissions sont un faible taux d'aération, un ratio S/D >1 et une granulométrie >10mm. Le potentiel des conditions opératoire à diminuer les émissions de composés odorants est toutefois limité. Les travaux venant d'être décrits ont été complétés d'une part par des mesures olfactométriques des émissions et leur corrélation à leur CC et d'autre part par la mise en œuvre de simulations de stockage en vue de comparer leurs émissions et odeurs à celles du compostage. Ces caractérisations ont montré que les pics d'odeurs en compostage sont 50 fois supérieurs à ceux du stockage. Deux types de corrélations entre la CC et la CO des gaz issus du compostage et du stockage ont été investiguées. Le premier type présume que la CO correspond à la somme des UO des composés du mélange. Le second suppose que la CO du mélange corresponde à l'UO la plus élevée (UOMAX) parmi l'ensemble des composés du mélange. Une analyse qualitative et quantitative des types de corrélations testés a indiqué qu'UOMAX est plus proche de la CO mesurée. Seuls trois composés, l'hydrogène sulfuré, le méthanethiol et la triméthylamine rendent compte des odeurs mesurées. / Compost sustainability requires a better control of its compost quality and its gaseous emissions. Both were influenced by composting conditions. Nevertheless, controlling gaseous emissions and their odour can’t be assumed by a single preventive approach. The identification of the compounds involved in odour is also a way to improve the efficiency of curatives solutions. This thesis has been the dual objectives to assess the influence of the principal process conditions for the forced aeration composting on compost quality, gaseous emissions and odours during composting and storage, as well as find out a correlation between the chemical composition (CC) and the odour concentration (OC) of the emissions. The waste and the bulking agent used were pig slaughterhouse sludge and wood chips. The influence of the composting process conditions was studied on stabilization, disinfection, drying and nitrogen conservation during composting in pilot reactors. An intermediate rate, a bulking agent/ waste (BA/W) ratio >1 and a particle size >10mm seemed to be the optimal conditions which satisfy composting treatment expectations. The study of the composting process influence on the gaseous compounds supposed as main potential odour contributors led to an gases exhaustive characterizations, including: ammonia, hydrogen sulphide and mercaptans were quantified by chemical traps while TD-GC-MS was used for VOC. Compounds were screened as main odour contributor based on the compute of their odour unit (OU) of each compounds i.e. dividing their chemical concentration by their odour threshold, at their events of peak emission. The composting process conditions which reduced the emissions were, a low aeration rate, a high BA/W ratio and a particle size > 10mm. Composting process conditions had a limited impact on reducing emissions of odorous compounds. Further works were performed for establish a more accurate odour emission evaluation. On a first hand, olfactometric measurements were carried out in order to be correlated with their CC. On a second hand, experiments were designed to simulate storage with a view to compare their emissions and their odours with that in composting. These characterizations showed that the peaks of the odour emissions were found 50 folds higher during composting than during storage. Two types of correlations were investigated between the CC and the OC of gas samples from composting and storage. The first one assumed that, the OC of gas sample was equal to the sum of the OU of every odorous compound. The second one consisted to consider the OC was equal to the highest OU (OUMAX) of the most odorant compound in the sample. Qualitative and quantitative analyses were tested for the both correlation types, indicating that OUMAX is the expression which can provide the most accurate prediction of OC. Only three main odorous compounds were identified: trimethylamine, hydrogen sulphide and methanethiol.