As wetlands construídas estão entre as tecnologias eficientes recentemente comprovadas para tratamento e polimento de águas residuárias. Comparando com os sistemas convencionais de tratamento, são de baixo custo, fácil operação e manutenção. Esta pesquisa objetivou avaliar estudos de caso nacionais de utilização de wetlands para tratamento de efluentes em nível terciário com a finalidade de efetuar a remoção de nutrientes, buscando estabelecer parâmetros técnicos, operacionais e de manutenção. Foram avaliados sistemas que utilizaram como macrófita: Typha, Vetiver zizanioides L.Nash, Colocasia esculenta, Hedychium coronarium, Heliconia psittacorum, and Cyperus alternifolius; através de fluxos superficial e subsuperficial; o material filtrante foi brita e areia e o tempo de detenção hidráulica variou de 1,1 a 5 dias. Os resultados encontrados variaram de 5,6 por cento a 93,9 por cento para remoção de nitrogênio amoniacal e de 5 a 90,5 por cento para remoção de fósforo total. Constatou-se que a discrepância entre os resultados está associada ao tempo de detenção hidráulico utilizado, tipo de fluxo escolhido, material filtrante e manejo das macrófitas. Concluiu-se que a wetland construída pode ser usada como tratamento de efluentes em nível terciário para remoção de nutrientes, podendo-se afirmar que: a escolha da combinação de macrófita, material filtrante e fluxo deve ser feita de acordo com o efluente a ser tratado; não há um definição quanto ao tempo de detenção hidráulica ideal para cada sistema o que indica a necessidade de instalar pilotos para avaliação antes de implementar as estações em escala real; a poda deve ser feita respeitando o ciclo de desenvolvimento de cada espécie; é necessário realizar pesquisas que monitorem o sistema a longo prazo para avaliar o seu comportamento. / The constructed wetlands are among of the recently proven efficient technologies for treating and polishing of wastewater. Compared to conventional treatment systems, they are low cost, easily operated and maintained. This study aimed to evaluate national case studies of use of wetlands as a tertiary stage of wastewater treatment in order to make the removing of nutrients and establish technical, operational and maintenance parameters. The evaluated systems used as macrophyte: Typha, Vetiver zizanioides L.Nash, Colocasia esculenta, Hedychium coronarium, Heliconia psittacorum, and Cyperus alternifolius; through surface and subsurface flows; the filter material was gravel and sand and the hydraulic retention time ranged from 1.1 to 5 days. The results ranged from 5.6 per cent to 93.9 per cent for ammonia removal and from 5 to 90.5 per cent for total phosphorus removal. It was found that the discrepancy between the results is associated to the use of hydraulic detention time, to the type of flow, filter material and management of macrophytes. It was concluded that the constructed wetland can be used as tertiary stage of wastewater treatment for nutrients removal, it´s possible to say that: the combination between macrophyte, flow and filter material should be made in accordance with the effluent to be treated ; there is no definition as to the optimal hydraulic retention time for each system indicating the need to install a pilot treatment for evaluation before implementing the seasons full-scale; pruning should be done respecting the development cycle of each species; studies should be conducted to monitor the long-term system to evaluate their behavior.

A utilização de sistemas de alagados construídos (SACs), como alternativa para o tratamento de diversos tipos de efluentes, tem sido objeto de diversos estudos devido as suas vantagens: baixo custo de implantação e manutenção, ausência de odores, boa qualidade de efluente final e poder paisagístico. O presente estudo teve como finalidade implantar e monitorar um SAC híbrido, em escala piloto, composto por uma unidade contínua subsuperficial de fluxo horizontal (SFH) seguido por uma unidade intermitente subsuperficial de fluxo vertical (SFV) com recirculação. A vegetação utilizada foi a Canna x generalis, popularmente conhecido com Biri, visando o tratamento de água negra simulada pré tratada por reator UASB. Foram implantados na estação de tratamento de esgoto Monjolinho, da cidade de São Carlos – SP. Foram utilizados tempos de detenção hidráulico (TDH) de 1, 2 e 3 dias para o SAC SFH, e o monitoramento do experimento durou, aproximadamente, 6 meses consecutivos. Avaliou-se parâmetros físico-químicos, eficiências de remoção de material orgânico, nutrientes e microrganismos, além da avaliação da presença de antibióticos no efluente. A espécie plantada se adaptou bem às condições ambientais, mostrando-se viável seu uso em SACs. O sistema de tratamento foi responsável, em média, por remoção de 71,4 % de DQO, 73,1% de DBO, 41,3% de carbono orgânico total, 32,1% de N total, 30,9% de N amoniacal, 47,4% de P total e 47,3% de ortofosfato. A remoção de coliformes totais variou de 0 a 2 unidades logarítmicas, e a de Escherichia coli de 0 a 3,5 unidades logarítmicas. A elevação do TDH e a diminuição das taxas de aplicação hidráulica, influenciaram positivamente na eficiência de remoção, principalmente, dos nutrientes e dos coliformes totais. Apenas o antibiótico ciprofloxacina teve sua presença confirmada no afluente do ponto de amostragem da entrada do SAC SFH, com média de concentração de 442,6 ng/L. Supostamente há um mecanismo de remoção de antibióticos ocorrendo nos SACs, devido à presença desse analito apenas no seu afluente, se tornando um potencial para experimentos futuros sobre remoção de antibióticos. Tais resultados mostraram o SAC como uma alternativa promissora para o pós tratamento de efluente concentrado pré tratado anaerobiamente, oferecendo subsídios para planos de saneamento básico, principalmente em áreas descentralizadas, mas dependendo da utilização que se dará ao efluente após o tratamento, pode ser necessária a utilização de um processo de desinfecção. / The use of constructed wetlands systems (CWSs) as an alternative for the treatment of several types of wastewater have been the subject of studies due to its benefits: low cost of deployment and maintenance, absence of odors, good quality of the final effluent and landscaping application. The present study had the purpose to implement and monitor a pilot hybrid CWS composed of a continuous horizontal subsurface flow unit (HSF) followed by a vertical subsurface flow unit (VSF), with a recirculation. The vegetation used was Canna x generalis, popularly known as Biri. This system aimed the treatment of simulated black water pre-treated by UASB reactor, and it was deployed at the Monjolinho sewage treatment plant, in São Carlos – SP. Hydraulic retention times (HRT) of 1, 2 and 3 days were used for the HSF CWS, and the monitoring of the experiment lasted approximately 6 consecutive months. It was evaluated the physical-chemical parameters, the efficiency of removal of organic matter, nutrients and microrganisms, and the presence of antibiotics in the effluent. The specie planted showed a good adaptation to the environmental conditions, showing its viability in CWSs. On average, the treatment system was responsible for removal of 71.4% COD, 73.1% BOD, 41.3% total organic carbon, 32.1% total N, 30.9% N Ammonia, 47.4% of total P and 47.3% of orthophosphate. The total coliforms removal ranged from 0 to 2 log units and the Escherichia coli from 0 to 3.5 log units. The elevation of HRT and the decrease of hydraulic application rates, showed a positively influence on the removal efficiency, mainly of nutrients and total coliforms. Only the antibiotic ciprofloxacin was confirmed in the affluent of the input sampling point of CWS HSF, with a mean concentration of 442.6 ng/L. Supposedly there is a mechanism of antibiotic removal occurring in CWSs, due to the presence of this analyte only in its affluent, becoming a potential for future experiments on antibiotic removal. These results have shown the CWS as a promising alternative for post treatment of concentrated effluent anaerobically pre-treated, offering subsidies for basic sanitation plans, mainly in decentralized areas. However, depending on the use that will be given to the effluent after the treatment, it could be necessary to use a disinfection process.

A presente pesquisa abordou o estudo em escala real do tratamento de lixiviado de aterro sanitário em um sistema composto por dois filtros anaeróbios seguidos de dois banhados construídos. O trabalho foi desenvolvido na estação de tratamento de lixiviado do aterro sanitário pertencente à Central de Resíduos do Recreio, localizada em Minas do Leão/RS. Pretendeu-se verificar a eficiência do sistema na remoção de matéria orgânica e de nitrogênio amoniacal. A fase 1 da pesquisa, que avaliou o desempenho dos filtros anaeróbios quando operados em série, indicou que a quase totalidade da remoção de matéria orgânica facilmente biodegradável ocorreu no primeiro filtro, evidenciando que, para o tratamento do lixiviado em questão, não é interessante a utilização de dois filtros anaeróbios de fluxo ascendente semelhantes em série. A fase 2 avaliou o desempenho dos filtros anaeróbios operados em paralelo e dos banhados construídos. Foi possível concluir-se que: filtros anaeróbios de fluxo ascendente são excelente alternativa para o tratamento de lixiviado de aterro sanitário, pois podem viabilizar remoções de matéria orgânica superiores a 50%; banhados construídos representam uma ecotecnologia interessante para o complemento do tratamento de lixiviado, pois podem viabilizar elevadas remoções de N-amoniacal. / This study discussed the sanitary landfill leachate treatment in a full scale system composed by two upflow anaerobic filters followed by two constructed wetlands. The research was developed at the landfill leachate treatment station owned by Recreio Central Waste, located in Minas do Leão/RS. The objective of the study was to verify the efficiency of the system in the removal of organic matter and ammonia nitrogen. The phase 1 of the study, which evaluated the performance of anaerobic filters when operated in series, indicated that almost all of the removal of organic matter readily biodegradable occurred in the first filter, showing that, for the treatment of leachate concerned, it is not interesting the use of two similar upflow anaerobic filters in series. The phase 2 assessed the performance of the anaerobic filters, operated in parallel, and the constructed wetlands. It could be concluded that: upflow anaerobic filters are excellent alternative for the sanitary landfill leachate treatment, as they may facilitate removal of organic matter greater than 50%; constructed wetlands represent an interesting eco-technology to complement the leachate treatment, which can enable high removals of N-ammonia.

Orientador: Denis Miguel Roston / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EduMaxda_M.pdf: 12592705 bytes, checksum: fa560f6bfbe78ace9e89fc4061f0170c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Uma das maiores dificuldades no gerenciamento do confinamento de gado leiteiro é a grande quantidade de dejetos produzidos diariamente numa área reduzida, que pode ser uma ótima opção de fertilizantes ou um enorme potencial poluente, dependendo de como é feita a disposição destes dejetos, um dos principais desafios para criadores e especialistas. No Brasil, o destino dos efluentes brutos dos confinamentos de vacas leiteiras, foi e continua sendo os cursos d¿água usando o ultrapassado método da diluição, como única forma para eliminar os resíduos das instalações e com isso podendo provocar a eutrofização de rios, riachos, lagos e lagoas. Foi implantado um projeto piloto, no Sítio Nossa Senhora da Conceição, com as condições tanto opográficas como climáticas idênticas, para tratar 10% de um efluente similar ao produzido na UEP de bovinocultura leite da EAFI/MG. A ETE piloto era composta por três unidades, sendo uma lagoa anaeróbia, uma lagoa facultativa e um pós-tratamento utilizando um leito cultivado (¿constructed wetland¿). A lagoa anaeróbia não suportou o lançamento do efluente bruto lançado na ETE piloto para tratamento de águas residuárias oriundas da sala de ordenha da bovinocultura leite. Para reduzir a quantidade de sólidos flutuantes na lagoa anaeróbia, a recomendação apresentada foi a construção de um tanque tipo séptico capaz de reter os sólidos flotantes. O leito cultivado foi a unidade da ETE piloto que não aparentou mudanças externas. A ETE piloto registrou uma remoção média dos parâmetros analisados em torno de: fósforo na forma de (P) e (PO4) 80%; amônia (NH3-N) e nitrato (NO3) 88%; DQO 89%, pH médio das amostras analisadas em 6,23; sólidos (ST) e (STV) 67%; turbidez 60%. Em se tratando de resíduos líquidos da produção animal, pode-se afirmar que o resultado é positivo, demonstrando que está opção de sistema de tratamento tem grande potencial de aplicação / Abstract: One of the major concerns in dairy cattle lodging management is the great amount of manureproduced daily in a reduced area, that can be an excellent fertilizer option or an enormous pollutant potential, depending on the disposal procedures. In Brazil, the destination of raw effluent of lodged dairy cattle was in the past and continues nowadays being the water courses using the conventional and condemned method of the dilution, as only form to eliminate the residues of the installations which is one of the reasons for eutrophication of rivers, streams, lakes and ponds. A pilot plant was installed to treat 10% of the effluent produced in the dairy parlor installations of the EAFI/MG. The pilot plant was designed with three units: an anaerobic lagoon followed by a facultative pond and a subsurface constructed wetland. The pilot plant presented the following average removal: phosphorus, 80%; nitrate, 88%; COD, 89%; total solids, 67%; and turbidity, 60%. The pH during the whole operation maintained around the value of 6,2. The study conclued that the system presented a great potential for treatment of dairy parlor effluent / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Douglas Pereira da Silva Pitaluga.pdf: 5429888 bytes, checksum: 32eb4d8cd9077124fcd7f2e8207c5e41 (MD5) Previous issue date: 2011-06-28 / The present study had the goal of assessing the efficiency and behavior of three substrates in the treatment of sanitary sewage in a root zone system. Specifically the objectives were to assess the behavior of the washed sand, gravel # 0 and gravel # 1 substrates and relate their efficacies in a root zone system with sub-superficial horizontal flow preceded by a septic tank and an anaerobic filter in the treatment of a sewage coming from one university unit. The repetitions of raw sewage constituted of five simple samples and five composed samples. The repetitions of the effluent of each stage of the treatment constituted of nineteen simple samples. All the samples were performed fortnightly and submitted to laboratorial analysis. Were assessed parameters the BOD, DO, COD, thermotolerant coliforms, pH, total phosphorus, Kjeldahl total nitrogen, ammoniacal nitrogen, oil and grease, total solids, total fixed solids and suspended solids. The experimental system of sewage treatment was set up at the Civil Engineering College, located at Campus I of the Federal University of Goiás, in the east region of the city of Goiânia Goiás, Brazil, which constituted of a septic tank and an anaerobic filter, followed by three independent units of root zones. Each unit of the root zones received the flow of 180 L d-1, which corresponds to the area of a treatment station of 3 m2 per inhabitant. The treatment in these units occurred simultaneously. After thirty days from the beginning of the sewage application in the root zones, the collection of the samples to the analysis of the effluent and affluent quality were started. Considering the plant evapotranspiration, the results were analyzed by the tool Statistical Analysis System SAS, performing F tests and Tukey Kramer test with a 5% probability. The percentage efficacies of the three substrates used were similar. There hasn t been any significant difference between the efficacies of the treatments in the removal of the attributes: COD, Kjeldahl total nitrogen, ammoniacal nitrogen, oil and grease. The treatment with washed sand substrate was more efficient in the removal of BOD and total phosphorous. The gravel # 0 was more efficient in the removal of thermotolerant coliforms, total solids and fixed total solids, and gravel # 1 was more efficient in the removal of suspended solids. After 18 months the system started working, the channel filled with washed sand colmatated. / O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência e o comportamento de três substratos no tratamento de esgoto sanitário, num sistema do tipo zona de raízes. De modo específico, objetivou-se avaliar o comportamento dos substratos areia lavada, brita # 0 e brita # 1 e relacionar suas eficiências num sistema do tipo zona de raízes de fluxo sub-superficial horizontal, precedido de tanque séptico e filtro anaeróbio, no tratamento do esgoto gerado numa unidade universitária. As repetições do esgoto bruto foram constituídas por cinco amostragens compostas e cinco amostragens simples. Já as repetições do efluente de cada etapa do tratamento foram constituídas por dezenove amostragens simples. Todas as amostragens foram realizadas quinzenalmente e submetidas a análises laboratoriais. Foram avaliados os parâmetros de DBO, OD, DQO, coliformes termotolerantes, pH, óleos e graxas, fósforo total, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio amoniacal, sólidos totais, sólidos totais fixos e sólidos suspensos. O sistema experimental de tratamento de esgotos foi implantado na Escola de Engenharias, localizada no Campus I da Universidade Federal de Goiás (UFG), região Leste da cidade de Goiânia-GO e constituiu-se de um tanque séptico e um filtro anaeróbio, seguidos por três unidades de zona de raízes independentes. Cada unidade de zona de raízes recebeu uma vazão de 180 L d-1, correspondente a uma área de sistema zona de raízes de 3 m2 por habitante. O tratamento nestas unidades ocorreu de forma simultânea. Após trinta dias do início da aplicação de esgoto nas zonas de raízes, iniciaram-se as amostragens para a análise da qualidade do afluente e dos efluentes. Considerando a evapotranspiração das plantas, os resultados foram analisados pela ferramenta Statistical Analysis System SAS, realizando os Testes F e de Tukey Kramer, a 5% de probabilidade. As eficiências percentuais dos três substratos utilizados foram semelhantes. Não houve diferença significativa entre as eficiências dos tratamentos na remoção dos atributos: DQO, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio amoniacal e óleos e graxas. O tratamento com substrato areia lavada foi mais eficiente na remoção de: DBO e fósforo total; o substrato brita # 0 foi mais eficiente na remoção de coliformes termotolerantes, sólidos totais e sólidos totais fixos, e a brita # 1 foi mais eficiente na redução dos sólidos suspensos. Após 18 meses do início de funcionamento do sistema o leito preenchido com areia lavada colmatou.

A redução dos impactos da poluição difusa é ainda pouco explorada no Brasil, havendo ausência de critérios legais quanto à sua mitigação. Contudo, na esfera científica o seu impacto é reconhecido. Seguindo evidências de que há uma carência no tratamento de poluição difusa no país, este trabalho se propõe a analisar wetlands construídas como medidas de controle de poluição difusa, através de modelagens, para 4 áreas na bacia do córrego do Mineirinho. A exploração dessa proposta se deu por três abordagens paralelas. Na primeira, as wetlands foram projetadas para tratar o escoamento superficial de uma chuva crítica, de 61 minutos. Na segunda abordagem, foi utilizada uma chuva crítica de 24 horas de duração. Na terceira, utilizou-se o índice de precipitação anual. O escoamento superficial foi calculado conforme os coeficientes de runoff. Atribuíram-se valores de concentrações médias de evento para DBO e Fósforo aos tipos de uso e ocupação, obtendo-se concentrações médias nas águas pluviais a serem tratadas. O modelo P-k-C* foi empregado na primeira e terceira abordagens, para dimensionar os sistemas com base no desempenho de remoção de cargas. Os resultados obtidos demonstraram a aptidão dos sistemas em reduzir cargas e/ou concentrações na bacia, apresentando como principal limitação técnica o espaço demandado para sua implantação. Houve influência majoritária da infiltração na remoção de cargas, que agiu em conjunto com o decaimento de poluentes ao longo dos sistemas. Na primeira abordagem, o modelo P-k-C* apresentou limitações em prever o desempenho dos sistemas por não comportar vazões variáveis. A segunda abordagem foi a mais simples, baseada apenas no armazenamento do evento crítico, entretanto, há uma carência de relações empíricas traçadas experimentalmente para prever seu desempenho. A terceira abordagem se mostrou a mais adequada ao modelo P-k-C*, podendo ser aprimorada de duas formas: adaptações nas constantes cinéticas ou vazões equivalentes, a fim de descrever uma média anual de desempenho. Concluiu-se que wetlands construídas demonstram potencial para o tratamento de poluição difusa, porém há uma necessidade de estudos a fim de se adaptar as ferramentas de modelagem disponíveis. / Nonpoint source pollutions impacts are still a rarely explored theme in Brazil, in which there are no legal criteria for its treatment. Although, in the scientific sphere its impacts are well known. Following evidence that there is a lack of nonpoint source pollution treatment in Brazil, this study proposes to analyze constructed wetlands as a nonpoint source pollution control measure, through modelling, for four different areas in the Mineirinho stream watershed. This proposal was explored through three different approaches. At first, the wetlands were designed to threat a critic rainfall for flood estimation, with detailed hydrographs. On the second approach, the wetlands were design to fully contain a 24-hour critic rainfall. On the third approach, the wetlands were designed to treat the average annual rainfall. The runoff volumes were estimated by runoff coefficients, and event mean concentrations for BOD and TP were assigned to each source area, resulting in the stormwater quality estimation. The P-k-C* model was applied to calculate systems performance on the first and third approaches. The results showed the aptitude of the systems for reducing loads and concentrations in the watershed, although mainly limited by the availability of areas. Infiltration had a major hole in reducing loads, although there were also significant amounts of pollutant removed by the systems. At the first approach, the P-k-C* model presented limitations on describing stormwater treatment, because of its unsteady and intermittent characteristics. The second approach was the simplest, based on containing the whole runoff volume, but it also showed a lack of studies stablishing empiric relations to estimate its performance. The third approach was the most adequate to the P-k-C* model, which usage could be improved by two adaptations in its parameters: kinetic coefficient adaptations or the adoption of equivalent steady flows, to describe the annual wetland performance. The study concluded that constructed wetlands show great promise for treating nonpoint source pollution in the watershed, but there is a need of more studies to regionalize empiric solutions available in the scientific literature, to apply the designing techniques with greater precision.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-19T13:23:26Z No. of bitstreams: 1 henriquevieirademendonca.pdf: 11929351 bytes, checksum: 9efab95f034b43d60bf37ea6393484be (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T15:14:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 henriquevieirademendonca.pdf: 11929351 bytes, checksum: 9efab95f034b43d60bf37ea6393484be (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 henriquevieirademendonca.pdf: 11929351 bytes, checksum: 9efab95f034b43d60bf37ea6393484be (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Os sistemas alagados construídos (SACs) aplicados na depuração de águas residuárias de laticínios são muito pouco estudados no que diz respeito ao dimensionamento, métodos operacionais e eficiência destes sistemas. Sendo assim, neste trabalho procurou-se estudar a influência de substratos e espécies vegetais cultivadas, sobre a eficiência na remoção de DBO e nutrientes de seis unidades experimentais operando em bateladas em escala piloto. Os seis SACs foram construídos em tanques de PEAD com volume de 115 litros, com relação comprimento/largura na proporção de 2:1, obedecendo a dinâmica de escoamento em pistão. Os substratos utilizados foram a brita 0 em três dos SACs e brita 0 e areia em outros três, na proporção de 80% brita e 20% areia. Quatro das unidades experimentais foram cultivadas e duas mantidas como testemunhas. As espécies selecionadas foram as macrófitas Typha dominguensis (taboa) e o Hedychium coronarium (lírio-do-brejo). O sistema apresenta a vantagem de utilizar o sistema solo-planta-microrganismos e a radiação solar como reatores para depuração dos resíduos a um baixo custo. Trata-se de um sistema de fácil instalação, operação e manutenção e que, além de apresentar desempenho favorável nas condições climáticas do Brasil, ainda é esteticamente adequado ao ambiente. A eficiência média mínima encontrada no tratamento foi de 77,8 % e máxima de 95,2 % em termos de DBO5, 29,4 a 53,5% e 16,8 a 48.2% na remoção de Nitrogênio e Fósforo respectivamente. Os seis tratamentos apresentaram remoção de compostos carbonáceos biodegradáveis semelhantes. O mesmo não ocorreu com a eficiência de remoção de nutrientes, sendo que as unidades experimentais vegetadas superaram significativamente as não vegetadas. O tratamento mostrou-se eficiente, havendo a remoção prévia do alto índice de compostos orgânicos e redução considerável de nutrientes eutrofizantes, principalmente compostos nitrogenados. Embora preliminar, o estudo mostrou que os sistemas alagados construídos operando em bateladas podem ser utilizados no tratamento de águas brutas de laticínios. / The present study concerns the influence of substrates and cultivated plant species on the removal efficacy of BOD of six pilot-scale batch-working experimental units. The six SACs was mounted in 115 litters in volume HDPE tanks, in the length/width ratio of 2:1, in order to obey the dynamics of plug flow. In three of the SACs, gravel 0 was used as substrate, while gravel # 0 and sand was used in the others, in the percentage of 80% and 20%, respectively. Four of the experimental units were cultivated, and two sustained as witness. Selected species was the macrophytes, Typha domingensis (southern cattail) and Hedychium coronarium (ginger lily). The system offers the advantage of using the soil-plant-microorganisms and solar radiation as reactors for purification of waste at low cost. It is a system for easy installation, operation and maintenance, which, besides showing favorable performance in the climatic conditions of Brazil, yet is aesthetically suitable for the environment. According to the results, the maximum efficiency rate was 77.8% and the minimum efficiency rate was 95.2% in terms of DBO5. Besides a rate between 29.4 and 53.5% and a rate between 16.8 and 48.2% in removal of Nitrogen and Phosphorus respectively. The six treatments showed the removal of similar biodegradable carbonaceous compounds. Nevertheless, the same do not occurs with the removal efficacy of nutrients, since the vegetated experimental units considerably overcome the not-vegetated experimental units. The treatment has been shown efficient, having the earlier removal of the high index of organic compounds, and a considerable reduction of nutrients which are euthrophics, mainly the nitrogenated compounds. Although preliminary, this study showed that the batch-working constructed wetlands systems can be used in treatment of dairy crude water.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2016-09-23T16:07:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Lizete Stumpf.pdf: 4733186 bytes, checksum: 23ffa1dbdff5505a9beaa92369e29c37 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-09-23T18:45:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Lizete Stumpf.pdf: 4733186 bytes, checksum: 23ffa1dbdff5505a9beaa92369e29c37 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:45:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Lizete Stumpf.pdf: 4733186 bytes, checksum: 23ffa1dbdff5505a9beaa92369e29c37 (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O desenvolvimento do solo a partir da recomposição de áreas mineradas fornece oportunidade para expandir o conhecimento existente sobre formação e estabilização de agregados, acumulação e distribuição da matéria orgânica e da biomassa microbiana, pois devido à magnitude da perturbação do ecossistema, criase um cenário de “tempo zero. Trabalhos sobre recuperação de áreas degradadas têm atribuído ao sistema radicular das plantas muitas das melhorias nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, entretanto poucos estudos são realizados para comprovar que tal comportamento é verdadeiro. Portanto, o objetivo geral do presente trabalho é analisar o desenvolvimento radicular de gramíneas perenes em solos construídos após a mineração de carvão e relacionar seus resultados com os atributos físicos e químicos do solo após 103 meses de implantação das espécies vegetais. O solo foi construído no início de 2003 e o experimento instalado em novembro/dezembro de 2003. As espécies vegetais avaliadas foram a Hemarthria altissima, o Paspalum notatum cv. Pensacola, o Cynodon dactylon cv Tifton e a Urochloa brizantha. No intuito de avaliar as mudanças decorrentes da construção do solo e o tempo aproximado de recuperação dos atributos do novo perfil formado, foi utilizado o solo natural sob vegetação nativa como referência. A amostragem de raízes foi realizada com a retirada de 16 monólitos de solo até a profundidade de 0,30m e a amostragem de solo foi feita através da coleta de 48 amostras com estrutura não preservada e 96 amostras com estrutura preservada até a profundidade de 0,30m. Após 103 meses de revegetação, as raízes das gramíneas promoveram a recuperação das condições físicas na camada de 0,00-0,10m através da formação de novos agregados, da diminuição da densidade, da resistência do solo à penetração e do aumento da macroporosidade do solo. A restrição do desenvolvimento radicular e o achatamento das raízes de todas as espécies em profundidade refletem as condições físicas inadequadas abaixo da camada de 0,00- 0,10m, devido à presença de agregados formados originalmente por compressão, e consequentemente alta densidade e resistência do solo à penetração e baixa macroporosidade. Abaixo dos 0,20m de profundidade, mesmo onde ocorre a presença de estéril com desenvolvimento do processo de sulfurização ativa, se observa a presença de uma pequena proporção de raízes. Independente da camada avaliada, todas as espécies vegetais apresentaram maior concentração de raízes de diâmetro 0,25-0,49mm, consideradas muito finas. Entretanto, nas camadas abaixo de 0,00-0,10m, a Urochloa brizantha aumentou a emissão de raízes com diâmetro de 0,50-0,99mm, enquanto que a Hemarthria altissima, o Paspalum notatum e o Cynodon dactylon aumentaram ainda mais a emissão de raízes no diâmetro de 0,25-0,49mm. Entre as espécies, a Urochloa brizantha se destaca pela sua maior densidade, volume, área e comprimento radicular, apresentando assim um maior potencial em recuperar os atributos físicos de áreas degradadas, principalmente abaixo das camadas de 0,00-0,10m. A indicação desta e das demais espécies na recuperação de solos construídos após mineração de carvão deve levar em conta a espessura da camada de solo reposta sobre os estéreis, pois as raízes destas espécies apresentam potencial de desenvolvimento em profundidade, podendo acelerar o processo de sulfurização. Nos primeiros 0,20m do solo construído, os atributos químicos mostram-se adequados ao desenvolvimento radicular. O baixo teor de carbono nas frações leve livre e leve oclusa até a profundidade de 0,20m estão relacionados à degradação da estrutura do solo, que dificulta o desenvolvimento das raízes em profundidade, assim como a presença de organismos do solo responsáveis pela transformação dos resíduos radiculares em matéria orgânica. A recuperação dos atributos físicos do solo construído, principalmente abaixo da camada de 0,00-0,10m, mostra ser lenta quando comparada com os atributos de um solo natural, possivelmente devido ao baixo aporte inicial de carbono orgânico no sistema. / The constructed soil development in mined areas provides an opportunity to expand the existing knowledge on the formation and stabilization of aggregates, as well as on the accumulation and distribution of organic matter and microbial biomass, since due to the magnitude of ecosystem disturbance, it creates a scenario of "zero time". Scientific research on the recovery of degraded areas has attributed to the root system of plants many of the improvements in physical, chemical and biological soil attributes; however, few studies have been done to prove that such behavior is real. Therefore, the overall objective of this study is to analyze the root development of perennial grasses in minesoils constructed after coal mining and relate the results of the physical and chemical soil attributes after 103 months of establishment of plant species. The soil was constructed in early 2003 and the treatments started in November/December 2003. The plants species evaluated were Hemarthria altissima, Paspalum notatum cv. Pensacola, Cynodon dactylon cv Tifton, and Urochloa brizantha. In order to evaluate changes due to soil construction and the estimated recovery time of the attributes of the new formed profile, a natural soil under native vegetation was used as reference. Sixteen (4x4) soil monoliths to a depth of 0.30m were taken for root sampling, 96 undisturbed samples and 48 disturbed samples were taken to a depth of 0.30m for determining soil attributes. After 103 months of revegetation, the roots of grasses are promoting the recovery of physical conditions along the 0.00 to 0.10m soil layer, through the formation of new aggregates, the decrease in soil bulk density and soil penetration resistance and increased soil macroporosity. The decrease in root development and the flattening of the roots of all species reflect the inadequate soil physical below the 0.00 to 0.10m layer due to the presence of aggregates formed originally by compression, high bulk density and soil resistance to penetration and low macroporosity. Below 0.20m depth, even in the presence of spoils with active sulfurization process, it is observed the presence of a small proportion of roots. Regardless of the layer evaluated, all the plant species showed higher concentration of roots with diameter from 0.25 to 0.49mm, considered very fine. However, in the layers beneath 0.00-0.10m the Urochloa brizantha increased emission of roots with diameter from 0.50 to 0.99mm, while Hemarthria altissima, the Paspalum notatum, Cynodon dactylon increased even more the roots with diameter between 0.25 to 0.49mm. Among the species, Urochloa brizantha stands out for its higher density, volume, area and root length, thus presenting a greater potential to recover the physical attributes of constructed soils from degraded areas by coal mining, especially those below the surface layer of 0.00 to 0.10m. The indication of this and other species for the recovery of soils constructed after coal mining should take into account the thickness of the topsoil layer placed over the overburden, because the roots of these species have potential to deepen their root system and thus accelerate the sulfurization process. In the first 0.20m layer of the constructed soil the chemical attributes are suitable for root development. Low carbon content in free light and occluded light fractions from 0.00 to 0.20m are related to degradation of soil structure, which hinders root development in depth, as well as the presence of soil organisms responsible for transforming the root residues in organic matter. A recovery of physical attributes of constructed soil, mainly below of 0,00-0.10-0.20m layer, proves to be slow compared to the attributes of a natural soil, possibly due to the low initial contribution of organic carbon in the system.

Indicator organisms like coliforms, E. coli and enterococci are normally associated with the intestinal tract of warm-blooded animals, and can thus be used for indicating fecal contamination of water. This study investigated the removal efficiency of indicator organisms in a free water surface constructed wetland used for additional treatment of municipal wastewater. The species composition of enterococci and the prevalence of the tetracycline resistance gene tetM were also investigated. Samplings were done at five different sites: at the inlet, within and at the outlet of the wetland, as well as upstream and downstream of the wetland outlet into the adjoining river. A total of 86 enterococci isolates were characterized as E. faecalis, E. faecium or other Enterococcus spp., and the two former were also screened for the tetM gene. The investigated wetland showed a high removal rate of indicator organisms, with a removal of approximately 98%. E. faecium was identified as the predominant species in the wetland at a mean of 55.8%. In comparison, only 9.3% were E. faecalis, while other Enterococcus spp. were found to comprise 34.9%. Of the 56 isolates identified as E. feacalis or E. faecium 10.7% were positive for the tetM gene. The high removal of bacteria shown by this investigation provides further evidence of the benefits of constructed wetlands on wastewater treatment. It also offers a first indication of the Enterococcus spp. composition in Ekeby wetland, Eskilstuna, Sweden, and shows that the prevalence of the tetM gene is relatively low at this point in time.

The Baltic Sea has a major problem with eutrophication where acts have been taken by the EU commission to sign a common action plan, the Baltic Sea Action Plan (BSAP). The overall goal is to reach a good environmental status by the year 2021, where one of the sub-goals is that the Baltic Sea should be unaffected by eutrophication. For Sweden, the goal for phosphorus (P) is to reduce the annual load with 290 tonnes by the year 2021. Since phosphorus is the main limiting nutrient, it is targeted for reduction when it comes to addressing problems with eutrophication. The objective of this thesis is to estimate the effect of constructed wetlands (CW) and buffer zones (BZ), as measures for reducing agricultural phosphorus, in a specific sub-catchment area of the Söderköping river. The waters in this sub-catchment area have the status unsatisfying and poor. If these measures are suitable for this area and where, and if the effect implementation would fulfill a good status for these waters, are questions that this thesis will aim at. An assigned P reduction has been calculated for the sub-catchments where the waters with unsatisfying and poor statuses are present. Areas for CWs have been calculated with the help of the assigned reduction and retentions found in the literature, and location for them has been suggested. With the help of calculated areas for potential BZs for this area, the effect of them have been calculated by retentions found in the literature with 9 and 10 m widths. The results show higher results for assigned P reduction than the actual P load that is present in the sub-catchments. This gives odd results for the effect of the CWs where they show a P reduction of 59-234 %. The method for assigned P reduction is therefore questioned, where the method for the reference value that is used is not without flaws. For BZs, a reduction of 5-14 % is shown, where the reduction is larger with larger areas for potential BZs. Whether the implementation of the measures will fulfill a good status for the waters is difficult to say, due to the inadequate methods and the odd results given in this thesis.