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Efeitos da depleção de nitrogênio sobre a biomassa e produção lipídica lipídica de três espécies de microalgas fitoplânticasMartins, Gustavo Benevides 11 July 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-04-29 / FAPES - Fundação de Amparo a Pesquisa do Espírito Santo / O uso de lipídios obtidos a partir da biomassa de microalgas tem sido descrito como uma alternativa promissora para a indústria petro-diesel e envolve etapas como o cultivo de microalgas, separação da biomassa e extração de lipídios. Para viabilizar a produção em larga escala, é necessário selecionar as espécies mais produtivas, diminuir os custos de produção e determinar as condições ideais de cultivo. Os gêneros Chlorella, Desmodesmus e Ankistrodesmus apresentam características favoráveis à produção
comercial, tendo sido então selecionada uma espécie de cada no presente trabalho. O objetivo do estudo foi avaliar diferentes condições de cultivo de Ankistrodesmus fusiformis, Chlorella vulgaris e Desmodesmus spinosus visando o aumento da produtividade em biomassa e lipídios totais. As algas foram identificadas e cultivadas em laboratório, em condições controladas de temperatura a 26ºC (±1), aeração por
borbulhamento à pressão ambiente e luminosidade fornecida por lâmpadas fluorescentes, com intensidade de 47,25 μmol de fótons m-2.s-1 (3500 lux), fotoperiodo de 12h e pH 7, sob duas concentrações estressantes de nitrato de sódio (0,10 g/L e 0,05g/L). Os cultivos duraram em média 16 dias, sendo as curvas de crescimento construídas com dados de espectrofotometria óptica coletados a cada 48h, e a biomassa obtida ao final do cultivo por centrifugação e liofilização de cada unidade experimental.
Para extração dos lipídios totais, foi utilizada a mistura de clorofórmio: metanol (1:2), segundo a metodologia de Bligh & Dyer (1959). Os tratamentos de estresse em D.spinosus resultaram em maior acúmulo lipídico, com aumento de até 149,7%, porém com drástica diminuição do crescimento e biomassa. Em C. vulgaris, nos tratamentos de estresse, verificou-se apenas ligeiro aumento do peso seco e teor de lipídios, não
havendo diferença significativa entre os tratamentos e o controle. Da mesma forma, A.fusiformis não mostrou respostas significativas ao estresse pela redução de nitrato de sódio do meio, havendo ligeira diminuição do conteúdo lipídico e aumento do crescimento e biomassa. Com respostas diferentes para cada espécie estudada, evidencia-se a necessidade do conhecimento da fisiologia e autoecologia da cepa a ser
cultivada em escala comercial visando à produção de ácidos graxos para fins de biodiesel. / The use of lipids from microalgae biomass has been described as a promising alternative to the petro-diesel industry and involves steps such as microalgae cultivation, biomass separation and lipid extraction. To facilitate the large-scale production, it is necessary to select the most productive species, reduce production costs and determine optimal growing conditions. Chlorella, Desmodesmus and Ankistrodemsus are genus with favorable characteristics for commercial production, being selected then, one species from each one in the present work. The aim of the study was to evaluate different growth conditions in Ankistrodemsus fusiformis, Chlorella vulgaris and Desmodesmus spinosus aiming to enhance the biomass production and
total lipid content. The algae were identified and grown in the laboratory under controlled temperature conditions of 26 ºC (±1), aeration by bubbling at ambient pressure and light provided by fluorescent lamps at an intensity of 47,25 μmol photons m-2.s-1 (3500 lux), 12 hours photoperiod and pH 7, under two stressful concentrations of sodium nitrate (0.10 g/L and 0.05 g/L). The cultures lasted an average of 16 days, with
growth curves constructed with optical spectrophotometry data collected every 48 hours, and the biomass was obtained at the end of the cultures by centrifugation and lyophilisation of each experimental unit. For extraction of total lipids, were used the mixture chloroform: methanol (1:2) according to Bligh & Dyer (1959) method. The stress treatments in D. spinosus resulted in increased lipid accumulation, an increase of
up to 149.7%, although with a drastic decrease in growth and biomass. In C. vulgaris, the stress treatments were found to only slightly increase the dry weight and lipid content, with no significant difference between the treatments and the control. Similarly, A. fusiformis showed no significant responses to stress by reduction of sodium nitrate in the medium, with a slight decrease of lipid content and increased growth and biomass.
With different answers for each studied species, we highlight the need for knowledge of both the physiology and autecology of the strain to be grown on a commercial scale aimed at the production of fatty acids for biodiesel purposes.
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EFEITOS DA DEPLEÇÃO DE NITROGÊNIO SOBRE A BIOMASSA E PRODUÇÃO LIPÍDICA DE TRÊS ESPÉCIES DE MICROALGAS FITOPLANCTÔNICASMARTINS, G. B. 11 July 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-07-11 / RESUMO
O uso de lipídios obtidos a partir da biomassa de microalgas tem sido descrito como uma alternativa promissora para a indústria petro-diesel e envolve etapas como o cultivo de microalgas, separação da biomassa e extração de lipídios. Para viabilizar a produção em larga escala, é necessário selecionar as espécies mais produtivas, diminuir os custos de produção e determinar as condições ideais de cultivo. Os gêneros Chlorella,
Desmodesmus e Ankistrodesmus apresentam características favoráveis à produção comercial, tendo sido então selecionada uma espécie de cada no presente trabalho. O objetivo do estudo foi avaliar diferentes condições de cultivo de Ankistrodesmus fusiformis, Chlorella vulgaris e Desmodesmus spinosus visando o aumento da produtividade em biomassa e lipídios totais. As algas foram identificadas e cultivadas em laboratório, em condições controladas de temperatura a 26ºC (±1), aeração por borbulhamento à pressão ambiente e luminosidade fornecida por lâmpadas fluorescentes, com intensidade de 47,25 μmol de fótons m-2.s-1 (3500 lux), fotoperiodo de 12h e pH 7, sob duas concentrações estressantes de nitrato de sódio (0,10 g/L e 0,05g/L). Os cultivos duraram em média 16 dias, sendo as curvas de crescimento construídas com dados de espectrofotometria óptica coletados a cada 48h, e a biomassa obtida ao final do cultivo por centrifugação e liofilização de cada unidade experimental. Para extração dos lipídios totais, foi utilizada a mistura de clorofórmio: metanol (1:2), segundo a metodologia de Bligh & Dyer (1959). Os tratamentos de estresse em D. spinosus resultaram em maior acúmulo lipídico, com aumento de até 149,7%, porém com drástica diminuição do crescimento e biomassa. Em C. vulgaris, nos tratamentos de estresse, verificou-se apenas ligeiro aumento do peso seco e teor de lipídios, não havendo diferença significativa entre os tratamentos e o controle. Da mesma forma, A. fusiformis não mostrou respostas significativas ao estresse pela redução de nitrato de sódio do meio, havendo ligeira diminuição do conteúdo lipídico e aumento do crescimento e biomassa. Com respostas diferentes para cada espécie estudada, evidencia-se a necessidade do conhecimento da fisiologia e autoecologia da cepa a ser cultivada em escala comercial visando à produção de ácidos graxos para fins de biodiesel.
Palavras-Chave: Desmodesmus, Chlorella, Ankistrodesmus, cultivo, estresse.
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Família scenedesmaceae (chlorophyceae, sphaeropleales) no estado de Goiás: biodiversidade e distribuição geográficaOliveira, Renato Silva 04 March 2015 (has links)
Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-03-28T11:52:44Z
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Previous issue date: 2015-03-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Scenedesmaceae Oltmans are Chlorophyta cenobial fresh water cocoides belonging to the order Sphaeropleales (Luerssen) emend Deason. This family of algae for some decades was classified in Chlorococcales sensu latu based only on cytomorphological criteria. Subsequently, ultrastructural and molecular data confirmed the need to reposition some families and genders. Fifteen genera were considered for the family Scenedesmaceae according to published works until the validity of this work. Scenedesmaceae comprises 3 subfamilies: Scenedesmoidea, Desmodesmoidea and Coelastroidea, the latter not contemplated in this study. The number of papers for Brazil is representative, but in Goiás it is still scarce, a fact that motivated the present study. The objective of this work was to perform an inventory of planktonic Scenedesmaceae morphospecies in the State of Goiás covering the main hydrographic regions of the state. A floristic inventory of Scenedesmaceae from the State of Goiás was carried out between March 2013 and December 2014. This study was carried out with collections from different localities, covering the three hydrographic regions and different environments (lentic and lotic). The samples were fixed in Transeau solution and later deposited in the UFG Herbarium. The study was based on collections of raw water or 25 μm network for phytoplankton material. Scanning electron microscopy and scanning electron microscopy were performed. The classification system adopted was that of Krienitz and Bock published in 2012, with some adaptations of Hegewald and collaborators in the works of 2010 and 2013. A total of 220 samples from 18 municipalities in the State of Goiás were analyzed. The algae obtained from natural populations were described, commented and microphotographed, and when necessary the phenotypic plasticity was reported together with taxonomic considerations. Desmodesmus communis, Desmodesmus maximus and Scenedesmus ellipticus were the common species, 13 taxa were registered with the ultrastructure and eight species were first mentioned for the State. / Scenedesmaceae Oltmans são Chlorophyta cenobiais cocoides dulciaquícolas pertencentes à ordem Sphaeropleales (Luerssen) emend Deason. Esta família de algas durante algumas décadas foi classificada em Chlorococcales sensu latu com base apenas em critérios citomorfológicos. Posteriormente dados ultraestruturais e moleculares confirmaram a necessidade do reposicionamento de algumas famílias e gêneros. Foram considerados 15 gêneros para a família Scenedesmaceae de acordo com trabalhos publicados até a vigência deste trabalho. Scenedesmaceae compreende 3 subfamílias: Scenedesmoidea, Desmodesmoidea e Coelastroidea, esta última não contemplada neste estudo. O número de trabalhos para o Brasil é representativo, no entanto em Goiás ainda é escasso, fato que motivou o presente estudo. O objetivo deste trabalho foi realizar um inventário de morfoespécies de Scenedesmaceae planctônicas no Estado de Goiás abrangendo as principais regiões hidrográficas do estado. Entre março de 2013 e dezembro de 2014 foi realizado um inventário florístico das Scenedesmaceae do Estado de Goiás. Este estudo foi realizado com coletas de diferentes localidades contemplando as três regiões hidrográficas e diferentes ambientes (lênticos e lóticos). As amostras foram fixadas em solução de Transeau e posteriormente depositadas no Herbário UFG. O estudo foi fundamentado em coletas de água bruta ou rede de 25 µm para material fitoplanctônico. Efetuou-se a análise em microscopia óptica e eletrônica de varredura. O sistema de classificação adotado foi o de Krienitz e Bock publicado em 2012, com algumas adaptações de Hegewald e colaboradores nos trabalhos de 2010 e 2013. No total 220 amostras oriundas de 18 municípios do Estado de Goiás foram analisadas. Utilizou-se as algas provenientes de populações naturais sendo estas descritas, comentadas e microfotografadas, e quando necessário relatado a plasticidade fenotípica juntamente com considerações taxonômicas. Foram registrados 33 táxons para o Estado, o gênero Desmodesmus foi o mais representativo com 20 táxons, Desmodesmus communis, Desmodesmus maximus e Scenedesmus ellipticus foram as espécies comuns, 13 táxons foram registrados com a ultraestrutura e oito espécies foram citadas pela primeira vez para o Estado.
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Como a manipulação da temperatura e dos nutrientes pode influenciar no teor de lipídios produzidos em culturas de microalgas de água doce?Bohnenberger, Juliana Elisa 31 July 2012 (has links)
Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-16T01:20:30Z
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Previous issue date: 2012 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atualmente, há uma necessidade crescente pela busca por alternativas viáveis energeticamente, de baixo custo e sustentáveis que substituam o uso de combustíveis fósseis. Uma opção é a produção de biomassa energética através de microalgas, considerada uma alternativa limpa em relação a outras que demandam amplas áreas para cultivo e são geradoras de impactos ambientais. Nesse contexto, a pesquisa teve como objetivo avaliar a influência da temperatura e nutrientes no teor de lipídios de culturas de espécies de microalgas de água doce, visando o uso destes lipídios para a produção de biodiesel. Para isso, duas cepas de Monoraphidium contortum, uma cepa contendo as espécies de Chlorella vulgaris e Desmodesmus quadricauda e outra de Microcystis aeruginosa, foram mantidas em laboratório, por seis dias, em cinco meios de cultura ASM-1 modificados (controle com altas concentrações de fosfato e nitrato; sem fosfato; com concentração intermediária não limitante de fosfato; sem nitrato; e o último com concentração intermediária não limitante de nitrato). Posteriormente, foram submetidas às temperaturas de 13 ºC, 25 ºC (controle) e 37 ºC, durante oito dias (n=3). A extração dos lipídios foi realizada no 1°, 4° e 8° dias de experimento, seguindo metodologia comumente utilizada, através de solventes a frio, com a mistura de metanol e clorofórmio. Não foi observada variação lipídica significativa entre as cepas (p>0,05). Em média, as maiores produções lipídicas totais foram observadas quando as cepas foram mantidas em 13 ºC e no meio com concentração intermediária não limitante de nitrato. Foi encontrada variação significativa no percentual lipídico total em relação ao fator dia em que foi realizada a extração (p<0,05). O percentual lipídico variou em função da concentração de biomassa algal (p<0,05). A cepa de Microcystis aeruginosa obteve altos teores lipídicos totais, quando mantida em meio de cultura com alteração das concentrações de nitrato e fosfato, contrariando os resultados encontrados na literatura. As cepas testadas podem ser consideradas como potenciais produtoras de lipídios, desde que o meio de cultura, a temperatura e o dia de extração lipídica sejam corretamente estabelecidos. Este estudo mostrou que manipulações de fatores determinantes podem induzir maior concentração lipídica, otimizando a produção total com vistas à utilização desta matéria-prima para o biodiesel. / Currently, there is a growing need for the search of viable alternative energy, affordable and sustainable substitute for fossil fuels. One option is the production of energetic biomass by microalgae, which is considered a clean alternative compared to others that require large areas for cultivation and that generate environmental impacts. In this context, the research aimed to evaluate the influence of temperature and nutrients on lipid content of cultured species of freshwater microalgae, in order to use these lipids for biodiesel production. For this purpose, two strains of Monoraphidium contortum, a strain containing Chlorella vulgaris and Desmodesmus quadricauda and other of Microcystis aeruginosa, were maintained in the laboratory for six days, in five culture media, modified ASM-1 (control, with high concentrations of phosphate and nitrate; Pdeficient; non-limiting concentration of phosphate; N-deficient; non-limiting nitrate). Later, they were exposed to temperatures of 13 ° C, 25 ° C (control) and 37 ° C for eight days (n = 3). The lipid extraction was performed on the 1st, 4th and 8th day of the experiment following the method commonly used with cold solvent (a mixture of methanol and chloroform). There was no significant lipid variation among strains (p> 0.05). On average, the highest total lipid yields were observed when the strains were maintained at 13 ° C and in the medium with intermediate concentration and nonlimiting nitrate. We found significant variation in total lipid percentage in relation to day that the extraction was performed (p<0,05). The lipid percentage varied depending on the concentration of algal biomass (p<0,05). The strain of Microcystis aeruginosa showed high total lipid content, when maintained in culture medium with abnormal concentrations of nitrate and phosphate, contrary to the literature data. The strains can be considered as potential lipid producers since the culture medium, the temperature and the time for extraction of lipids are correctly established. This study showed that manipulations of determining factors might induce higher lipid concentration, optimizing the total production in order to use this raw material for biodiesel.
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BIODEGRADAÇÃO DE EMULSÃO DE ÓLEO RESIDUAL PESADO EM CULTIVO DE DESMODESMUS SPFontes, Luiza Moura 06 September 2017 (has links)
Submitted by Luiza Fontes (luimf@yahoo.com.br) on 2017-11-17T22:01:25Z
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dissertacao_mestrado_pei_Luiza_Fontes_final.pdf: 2354845 bytes, checksum: 20aedd4de1231ce14dd1ce159439415d (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-11-20T14:45:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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dissertacao_mestrado_pei_Luiza_Fontes_final.pdf: 2354845 bytes, checksum: 20aedd4de1231ce14dd1ce159439415d (MD5) / CNPq e Fapesb / Os impactos ambientais provenientes do refino do petróleo são inúmeros e entre estes está a geração de grande quantidade de resíduos pesados contendo uma variedade de compostos orgânicos policíclicos, aromáticos e tóxicos ao homem e ao meio ambiente. É sabido que as microalgas utilizam compostos de carbono como o CO2 como fonte de nutrientes para produção de carboidratos, proteínas, lipídeos e pigmentos. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a capacidade das microalgas da espécie Desmodesmus sp.de biodegradar emulsões de óleo residual pesado de petróleo (BPF) em água. Com esta finalidade foram preparadas emulsões com tensoativos aniônicos e não iônicos biodegradáveis permitindo o acesso das microalgas em cultivo aquoso ao óleo residual e a seus componentes tóxicos, hidrocarbonetos policiclicos aromáticos (HPAs). O preparo das emulsões priorizou ativos biodegradáveis provenientes de fontes de carbono renováveis. Com o objetivo de preparar uma solução emulsionante utilizando quantidades mínimas de tensoativos para foi realizado um planejamento estatístico dos experimentos. Inicialmente foi cultivado o inoculo mãe; uma vez alcançada a fase estacionária, o cultivo foi reiniciado com 30%(v/v) do inoculo mãe e 1%(v/v) das emulsões contendo o óleo BPFem condição restrita de nutrientes, forçando assim a utilização da emulsão como fonte carbônica de nutrientes. Ao longo de cada experimento foi avaliado o crescimento celular das microalgas e acompanhados os teores de carotenoides dos cultivos através de espectroscopia Raman. Ao final, foi avaliada a presença de HPAs no meio de cultivo através de técnica cromatográfica gasosa. A espécie Desmodesmus sp. apresentou curva de crescimento atípica na presença do óleo BPF emulsionado, bem como alterações no metabolismo de produção de β-caroteno. Conclui-se que as microalgas da espécie Desmodesmus sp. foram capazes de biodegradar em 90 dias, nas condições utilizadas nos experimentos, os componentes orgânicos presentes no óleo BPF, incluindo a maior parte dos HPAs presentes. / The environmental impacts from the refining of petroleum are numerous and among these is the generation of large quantities of heavy residues containing a variety of polycyclic organic compounds, aromatic and toxic to humans and the environment. It is known that microalgae use carbon compounds such as CO2 as a source of nutrients for the production of carbohydrates, proteins, lipids and pigments. In this work a study on the ability of the microalgae of the species Desmodesmus sp. to biodegrade heavy oil residual oil (BPF) emulsions in water was carried out. For this purpose, emulsions containingbiodegradable anionic and nonionic surfactants were prepared, allowing the microalgae in aqueous culture to reach the residual oil and its toxic components, aromatic polycyclic hydrocarbons (PAHs). The preparation of the emulsions prioritized biodegradable assets from renewable carbon sources. In order to use minimum amounts of surfactants, a statistical design of experiments was carried out to prepare the ideal emulsifier solution. Initially the mother inoculum was cultivated; The culture was restarted with 30% (v / v) of the mother inoculum and 1% (v / v) of the emulsions containing the BPF oil in a nutrient restricted condition, thus forcing the emulsion to be source of nutrients. Throughout each experiment the cell growth of the microalgae was evaluated and the carotenoid contents of the cultures were monitored through Raman spectroscopy. At the end, the presence of PAHs in the culture medium was evaluated by gas chromatographic technique. The species Desmodesmus sp. presented an atypical growth curve in the presence of emulsified BPF oil, as well as changes in the metabolism of β-carotene production. It is concluded that the microalgae of the species Desmodesmus sp. were able to biodegrade in 90 days, under the conditions used in the experiments, the organic components present in the BPF oil, including most of the HPAs present.
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Instalação e monitoramento de estação piloto de tratamento de esgoto sanitário visando reúso agrícolaGomes, Marcus Paulo de Moraes 24 February 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-02-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / The increasing demand for water has made the treatment and reuse of wastewater a topic of global importance. Analyzing scientific and technological advances that deal with this issue, yet, require studies to guide their best job focusing on producing sanitary and environmental effective and economically satisfactory results. Considering this situation, this work aims to install, monitor and evaluate the efficiency of wastewater treatment (ETE) that works through biological processes through measuring the reduction of the organic content of the effluent during the treatment and disposal of agricultural importance of nutrients in the final residue. The ETE has been designed 2500 liters of wastewater per day and is broken down into 4 compartments as follows: septic tank, tank of microalgae with inoculant Desmodesmus subspicatus of anaerobic filter of up flow, wetlands with cultivation of Zantedeschia aethiopica L. Hydraulic detention time is 22 hours and for the checks were allocated 5 points for the collection of samples being the first raw sewage. Monitoring the ETE was developed through the analysis of dissolved oxygen (DO), hydrogen potential (pH), electrical conductivity, turbidity, chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand with 5 days incubation at 20° C (BOD520), total nitrogen (NT), total phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), sodium (Na) and microbiological tests for detection and quantification of total coliforms and E. coli. ETE efficiency reaches approximately 90% of organic matter removal providing an effluent suitable for fertigation, same for Na and Ca elements that have had their levels increased due to the accumulation of organic matter in the anaerobic filter of up flow and wetlands that provide longer detention contain hydraulic gravel in its interior. The ETE acts on nitrogen and phosphorus removal by the action of micro algae and Macrophytes used in the process. It is concluded that, after tertiary treatment for removal of pathogens, this wastewater can be used in Fertigation as NBR 13969/1997, but without discarding periodic monitoring of soil salinity. / A progressiva demanda por água tem feito do tratamento e reutilização de efluentes um tema de relevância mundial. Apesar dos avanços científicos e tecnológicos que tratam desta questão, ainda sim, há necessidade de estudos que orientem seu melhor emprego focando produzir resultados sanitários e ambientais eficazes e economicamente satisfatórios. Considerando tal situação, este trabalho visa instalar, monitorar e avaliar a eficiência de uma estação de tratamento de efluentes (ETE) que atua através de processos físicos e biológicos mensurando a redução do teor de matéria orgânica do efluente durante o processo de tratamento e a disposição de nutrientes de importância agrícola no resíduo final. A ETE foi dimensionada para tratar 2500 litros de esgoto por dia e consiste em 04 unidades discriminadas da seguinte forma: tanque séptico, tanque contento inóculo de Desmodesmus subspicatus, filtro anaeróbio de fluxo ascendente e wetlands com cultivo de Zantedeschia aethiopica L. O tempo de detenção hidráulica (TDH) é de 22 horas e para as verificações foram alocados 5 pontos de coleta de amostras, sendo o primeiro de esgoto bruto. A ETE foi monitorada quanto ao oxigênio dissolvido (OD), potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica, turbidez, demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio com incubação de 5 dias a 20° C (DBO520), nitrogênio total (NTK), fósforo total (PT), potássio (K), cálcio (Ca), sódio (Na) e análises microbiológicas para detecção e quantificação de coliformes totais e E. coli. A eficiência da ETE atingiu, aproximadamente, 90% na remoção de matéria orgânica proporcionando um efluente propício para a fertirrigação, mesmo para os elementos Na e Ca que tiveram seus teores aumentados devido ao maior acúmulo de matéria orgânica no filtro anaeróbio de fluxo ascendente e wetlands. A ETE apresenta remoção de nitrogênio e fósforo pela ação das microalgas e das macrófitas utilizadas no processo. Conclui-se que existe a necessidade de tratamento terciário para remoção de patógenos, com isto o efluente poderá ser utilizado na fertirrigação conforme NBR 13.969/1997, porém sem descartar monitoramentos periódicos da salinidade do solo.
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