O presente trabalho teve como objetivo principal acompanhar o tratamento do lodo de esgoto gerado na estação de tratamento de esgotos de Jundiaí através da compostagem termofílica em leiras revolvidas mecanicamente sob a perspectiva da higienização e produção de biossólido para uso agrícola, em conformidade com o arcabouço legal existente. Foram monitorados nove lotes de esgoto, entre janeiro e dezembro de 2014. O tempo de acompanhamento de cada lote variou de 64 a 124 dias, com realização de coletas somente após o fim do tratamento, com exceção da temperatura que foi monitorada durante toda a fase termofílica do processo. Os seguintes parâmetros físico químicos foram considerados: temperatura, pH, umidade, sólidos totais e orgânicos, carbono orgânico, nitrogênio, relação C/N, capacidade de troca catiônica CTC, metais pesados e nutrientes. Por sua vez, as variáveis microbiológicas acompanhadas foram: coliformes termotolerantes, Salmonella sp. e ovos de helmintos. Os resultados das análises laboratoriais evidenciaram nítido decaimento microbiano após a compostagem termofílica. Ausência de salmonela já no lodo bruto, remoção total de coliformes termotolerantes e valores abaixo do limite estabelecido pela Resolução CONAMA 375/2006 e instruções normativas do Ministério da Agricultura, com redução média de 80,2 por cento , no que se refere a presença de ovos viáveis de helmintos. O sistema de compostagem também demonstrou capacidade de degradar e estabilizar a matéria orgânica, registrando relação C/N média de 13,70 ao fim dos tratamentos. Mesmo recebendo contribuição industrial, os metais pesados analisados Ar, Ba, Cr, Cd, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se e o Zn estiveram dentro dos limites estabelecidos pela legislação, inclusive na torta de lodo, excetuando Cd e o Ni. Significativa capacidade de troca catiônica média (315,44mmol/kg) e pH médio elevado (9,0) registrados no biossólido podem ter contribuído para a diminuição da concentração destes elementos no produto final. Os resultados também sugerem a disponibilidade de nutrientes (Ca, K, Mg, P e S) às plantas quando da prática do uso de biossólido na agricultura, com incrementos nos valores de Ca, K e Mg no produto final. / The present study aimed to monitor the treatment of the generated sewage sludge treatment plant in Jundiaí sewage through thermophilic composting in windrows mechanically plowed from the perspective of disinfection and production of biosolid for agricultural use, in accordance with the legal framework existing. Nine lots of sewage were monitored between January and December 2014. The monitoring period of time of each lot varied from 64 to 124, with sampling only after the end of treatment, except the temperature was monitored throughout the phase thermophilic process. The following physical-chemical parameters were considered: temperature, pH, moisture, total and organic solids, organic carbon, nitrogen, C/N, cation exchange capacity - CTC, heavy metals and nutrients. In turn, the microbiological variables were monitored: thermotolerants coliforms, Salmonella sp. and helminth eggs. The results of laboratory analyzes showed sharp microbial decay after the thermophilic composting. Salmonella absence already raw sludge, total removal of fecal coliforms and values below the limit established by CONAMA Resolution 375/2006 and regulatory instructions of the Ministry of Agriculture, with an average reduction of 80.2 per cent in relation to the presence of viable helminth eggs. The composting system has also demonstrated ability to degrade and stabilize organic material, recording C/N ratio average of 13.70 after the treatment. Even getting business tax, heavy metals analyzed Ar, Ba, Cr, Cd, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se and Zn were within the limits set by the legislation, including the dewatered sludge, except for Cd and Ni . Significant capacity cation exchange medium (315,44mmol / kg) and high average pH (9.0) recorded in biosolids may have contributed to the decrease in concentration of these elements in the final product. The results also suggest availability of nutrients (Ca, K, Mg, P, and S) to plants when using sewage sludge in agriculture, with increments the values Ca, K and Mg in the final product.

Em solos tratados com lodo de esgoto, a concentração de metais pesados em solução é baixa e a cinética de dissolução é lenta. Com isso, as reações de complexação que ocorrem na rizosfera passam a ser importantes para a fitodisponibilidade destes metais. Estudos recentes demonstraram que ácidos orgânicos liberados por raízes, como acético, cítrico, láctico, oxálico e tartárico, são importantes agentes complexantes e, conseqüentemente, fitodisponibilizadores de metais pesados. Soluções de ácidos acético, cítrico, lático, oxálico e tartárico, nas concentrações: 0,4; 0,6; 0,8 e 1,00 mol L-1 foram utilizadas para extrair Cd, Cu, Cr, Ni, Zn e Pb de amostras de um LATOSSOLO VERMELHO AMARELO Distrófico (LVAd) e de um LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico (LVef) tratados com doses de 0, 40 e 80 Mg ha-1 de lodo de esgoto. Nas mesmas amostras foram cultivadas plantas de arroz, pelo método de Neubauer. Os teores de metais pesados nas plantas, colhidas 18 dias após a germinação, foram correlacionados com os teores extraídos pelas diferentes soluções dos ácidos orgânicos. Os resultados mostraram que a fitodisponibilidade de Cu e Zn pode ser estimada por todos os ácidos estudados e em todas as concentrações. Os ácidos lático e tartárico, em concentrações de 0,4 até 1 mol L-1, apresentaram potencial para estimar a disponibilidade Ni, e o ácido oxálico, em todas as concentrações, para Cr. Com aplicação de doses de lodo de esgoto de até 80 Mg ha-1 (base seca) não é prevista a disponibilidade de Cd e Pb, por isso não foi possível avaliar a eficiência dos ácidos orgânicos na previsão da fitodisponibilidade desses elementos. / In soils treated with sewage sludge, heavy metals concentration in solution is low and solubilization kinetics is slow. So, soluble complex formation that occurs in the rhizosphere became to be important in plant availability of these metals. Recent studies showed that organic acids released by roots, like acetic, citric, lactic, oxalic and tartaric acids, are important agents of solubilization and consequently can change heavy metals availability. Solution of acetic, citric, lactic, oxalic and tartaric acids in concentrations: 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0 mol L-1 were used to extract Cd, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn of soil samples treated with sewage sludge, in levels of 0, 40 and 80 Mg ha-1. Soils samples were also used in a Neubauer essay with rice as test plant. Heavy metals concentrations in the plants harvested 18 days after the germination were correlated with metals quantities removed from the different organic acid solutions. The results showed that Cu and Zn plant availability can be evaluated with all tested acids in all tested concentrations. Lactic and tartaric acids, 0.4 to 1.0 mol L-1, can be used to evaluate availability of Ni and oxalic acid, in all concentrations, can be a Cr extractant. . In the treatment receiving 80 Mg ha-1 of sewage sludge the Cd and Pb were not available as a result it was not possible to determine the organic acids efficiency to evaluate the bioavailability of these elements.

Muitos locais de mineração de carvão estão próximos a centros urbanos, coexistindo, nestas regiões, a drenagem ácida de minas (DAM) e os esgotos domésticos, sendo que, ambos os efluentes afetam a qualidade da água dos corpos receptores se ali lançados sem o devido tratamento. A drenagem ácida de minas afeta a qualidade da água baixando o pH, aumentando a acidez e acrescendo quantidades indesejáveis de ferro, manganês, alumínio, sulfatos e outros metais enquanto que o esgoto doméstico caracteriza-se pela presença de alcalinidade, matéria orgânica e microrganismos potencialmente patogênicos. Estudos anteriores demonstraram que a DAM pode ser utilizada como agente coagulante no tratamento físico-químico dos esgotos e, baseado nisto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o tratamento combinado da DAM com o esgoto doméstico de modo que também ocorra a redução dos metais e acidez presentes na DAM. O processo baseia-se no fato de que a alcalinidade do esgoto pode, pelo menos em parte, neutralizar a acidez da DAM, proporcionando uma economia no consumo de reagentes para a correção do pH. Com a elevação do pH, o ferro e o alumínio presentes na DAM sofrem hidrólise e coagulam na forma de hidróxidos dos referidos metais, separando-se da fase líquida na forma de um precipitado gelatinoso que carrea consigo os sólidos suspensos presentes no esgoto constituídos, principalmente, de matéria orgânica e microrganismos patogênicos, fósforo e nitrogênio. Assim, a metodologia do presente trabalho consistiu em realizar o tratamento em laboratório de ambos os efluentes considerando diferentes proporções de mistura. Nas condições empregadas no presente trabalho, obteve-se um efeito coagulante ótimo, em pH próximo a 7,0, para a proporção DAM:esgoto de 1:2, correspondendo a concentrações de Fe e Al acima de 80 mg/L na mistura. Para estas condições a redução de carga orgânica, nutrientes, metais e microrganismos foi elevada. A remoção de carga orgânica em termos de DQO foi 67%, a redução de nitrogênio foi de 40%, a redução de fósforo foi de 90% e a remoção de bactérias do grupo coliforme comparável aos processos convencionais de tratamento de esgoto sanitário. Dos metais presentes na DAM, o Fe e Al sofreram reduções de 99% e o Zn de 95%. O Mn, reduziu apenas 13 % na faixa de pH 7,0 utilizada no trabalho, sendo necessário tratamento adicional para atingir os limites de emissão previstos em legislação.A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que a mistura dos fluxos é uma alternativa para o tratamento combinado dos efluentes DAM e esgoto doméstico, onde coexistam em proporções e características físico-químicas definidas neste trabalho. / Many coal mining places are close to inhabited concentrations, where there are the acid mine drainage (AMD) and domestic sewage and both effluent affect the quality of water bodies if released without proper treatment. The AMD affects water´s quality decreasing pH, increasing acidity and the concentration of undesirable metals such as iron, manganese, aluminum, sulphates and other metals while the domestic sewage is characterized by the presence of alkalinity, organic matter and microorganisms, with possible presence of pathogenic. Previous studies have shown that the AMD can be used as an coagulant agent on physico-chemical treatment of sewage and, based on this, the aim of this work was to study the combined treatment of AMD and domestic sewage so that also occur metals and acidity reduction present in the AMD. The process is based on the fact that the sewage´s alkalinity could neutralize part of the AMD acidity, providing an economy in reagents for pH correction. At the same time, the pH increasing provides that the iron and aluminium present in the AMD, became hydrolyzed in the form of hydroxides of these metals, and provide a coagulation effect separating themselves from the liquid phase like as gelatinous precipitate which carry on suspended solids present in domestic sewage constituted mainly of pathogenic micro-organisms and organic matter, nitrogen and phosphorus. Thus, the methodology of the present work consisted of laboratory experiments considering different proportions of mixtures. Over the conditions employed in this work, the best coagulant effect was obtained with pH value around 7,0 and effluent proportion of 1:2 (DAM:sewage) corresponding to concentrations of Fe and Al above 80 mg/L in the mixture. For these conditions the organic load reduction, nutrients, metals and microorganisms was high. Removal of organic load in terms of COD was 67%, the reduction of nitrogen was 40%, phosphorus was 90% and the removal of bacteria of coliform bacteria group comparable to conventional processes for the treatment of sewage. The metals present in the AMD also was removed; the Fe and Al cut of 99% each and the Zn cut of 95%. The Mn, reduced only 13% in the range of pH 7.0 used at work, and additional treatment is needed to achieve the emission limits laid down in legislation for this metal. It was concluded that the combined treatment of AMD and sewage can be an alternative to reduce the pollutants load in sanitary effluents. From the results obtained, it can be concluded that the mixture flows is an alternative to the combined treatment of domestic sewage and DAM effluents, where they could coexist in the proportions and physico-chemical properties defined in this work.

Neste trabalho, a conservação da água é proposta como meio de melhorar o desempenho de uso da água e de geração de efluentes na indústria de papelão ondulado (PO). Para tanto, o uso racional e o reúso da água são as ferramentas de conservação adotadas. A sua aplicação em uma planta produtora de embalagens de PO, localizada em Farroupilha no estado do Rio Grande do Sul, teve o objetivo de avaliar e validar a conservação da água como metodologia de melhoria no gerenciamento da água e dos efluentes industriais. Nesse estudo de caso, os tipos de consumo e suas respectivas demandas por água e geração de efluentes foram levantados e classificados de modo a se identificar os pontos críticos a serem trabalhados na indústria do PO. Com base nesses levantamentos, intervenções de racionalização do uso e de reúso da água foram planejadas e adotadas, e seu reflexo sobre indicadores predeterminados foi avaliado. Os indicadores utilizados representaram o desempenho do empreendimento quanto à conservação da água em qualidade e em quantidade e quanto ao atendimento à questão legal. Após as intervenções, o consumo médio de água foi reduzido em 45%, o consumo específico caiu de 213,11 mililitros de água por metro quadrado de papelão ondulado (mL.m-2) para 89,41 mL.m-2, a estação de tratamento de efluentes foi revitalizada e a emissão de cargas poluentes ao corpo receptor sofreu queda da ordem de 90%, melhorando o atendimento aos limites legais de emissão de efluentes estabelecidos na licença de operação da planta fabril. Portanto, a conservação da água demonstrou-se eficaz no gerenciamento da água e dos efluentes das indústrias de papelão ondulado. / In this work, the water conservation is proposed as a way to improve the water use and the wastewater generation in the paperboard package industry. Therefore, the rational use and reuse of water are the conservation tools adopted. These tools were applied in a paperboard package plant, located in the Farroupilha city (Rio Grande do Sul, Brazil), and had the objective to evaluate and validate the water conservation as a methodology for water and industrial wastewater management improvement. Here, the water consumption types and their water demands and effluent generation were identified and classified in a way to find the critical points to be worked in the paperboard package industry. Based on these informations, rational use and reuse interventions were planed and adopted, and their repercussions were evaluated employing predetermined indicators. These indicators represented the industry performance in terms of water conservation (quantity and quality) and legal issues. After conservative interventions, the average water consumption decreased 45%, the specific consumption was reduced from 213.11 milliliters of water per square meters of corrugated paperboard (mL.m-2) to 89.41 mL.m-2, the wastewater treatment plant (WWTP) was revitalized and the pollutants load emissions to the water body has decreased in a range of 90%, improving the observance of legal limits for wastewater emissions established on the factory’s operational license. Thus, the water conservation demonstrated to be effective for the paperboard package industry’s water and wastewater management.

O estuário de Tramandaí, por localizar-se próximo à Região Metropolitana de Porto Alegre, maior aglomerado urbano do Estado do Rio Grande do Sul, recebe forte pressão antrópica devido ao turismo e ao crescimento desordenado dos municípios de Imbé e Tramandaí, situados às suas margens, sendo a contaminação por esgotos domésticos um dos problemas mais evidentes. O presente trabalho visou compreender esse problema em três etapas: estudo das principais forçantes hidrodinâmicas no estuário; caracterização físico-química das águas estuarinas, com levantamento dos pontos potencialmente liberadores de efluente e análise química e de vazão dos esgotos; análise dos efeitos provocados pelos esgotos sobre a macrofauna bentônica estuarina. As características hidrodinâmicas foram estudadas através da aplicação, sobre uma série temporal de nível da água, de técnicas de análise espectral, como a Transformada Rápida de Fourier, a análise harmônica e a decomposição através de um filtro Butterworth, e de um monitoramento das correntes, temperatura e salinidade durante cinco dias, três vezes ao dia, em cinco pontos diferentes. Para a caracterização físico-química, dados de temperatura da água, oxigênio dissolvido, transparência, coliformes, salinidade, P-total, N-amoniacal e DBO medidos pela FEPAM entre 1993 e 2005 foram examinados através de análises de agrupamento e componentes principais e de análise de variância. Para o levantamento dos esgotos foram percorridas as margens urbanizadas dos municípios de Imbé e Tramandaí, classificando os pontos qualitativamente como não contaminados, pouco contaminados e muito contaminados. As análises químicas foram realizadas em dois pontos de esgoto considerados muito contaminados, um em Imbé e um em Tramandaí e em três pontos de referência, um em Imbé, um em Tramandaí e um no pontal arenoso que divide as lagunas Tramandaí e Armazém. Foram realizadas ainda medidas de vazão em seis pontos de esgoto de ambos os municípios. As amostras de macroinvertebrados bentônicos foram coletadas nos mesmos pontos de esgoto de referência das coletas de água para as análises químicas. Os dados foram examinados através de análises de correspondência, agrupamento, escalonamento multidimensional não métrico e de análise de variância. Três oscilações atuam como as principais forçantes hidrodinâmicas no estuário: componente semi-diurna da maré astronômica, componente diurna da maré astronômica e componente submaré, que resulta de fenômenos meteorológicos. O monitoramento das correntes, temperatura e salinidade demonstrou como a interação entre as forçantes governa os movimentos de água no interior do estuário de Tramandaí. Os resultados da caracterização físico-química indicam que no verão as águas estuarinas são mais quentes, apresentam menor concentração de oxigênio dissolvido, maior transparência, maior número de coliformes e maior pH, enquanto que salinidade, Ptotal, N-amoniacal e DBO não apresentam um padrão sazonal. Foram identificados no total 45 pontos potencialmente lançadores de efluentes, sendo 19 classificados como muito contaminados, 6 como pouco contaminados e 20 como não contaminados, sendo que Tramandaí, apresenta mais pontos sob contaminação, quando comparada a Imbé. Entre os dois pontos muito contaminados selecionados para as análises químicas, porém, o de Imbé mostrou maior grau de contaminação do que o situado em Tramandaí. As análises de vazão revelaram que o volume de esgotos despejado no estuário ao ano é de aproximadamente 42258m³, inserindo em torno de 9t/ano de nitrogênio e 0,87t/ano fósforo. Quanto ao bentos, detectou-se que Laeonereis acuta, Heteromastus similis e Heleobia australis são as espécies mais resistentes aos esgotos, enquanto que os crustáceos parecem ser mais sensíveis. Os pontos sob influência de esgotos apresentaram menor densidade de organismos e menor riqueza a partir do início da temporada de veraneio, sugerindo um maior aporte de esgotos devido ao aumento populacional provocado pelo turismo. Tais impactos foram significativos apenas nos pontos mais próximos à liberação dos efluentes. / The estuary of Tramandaí, located near to Porto Alegre, the largest city in Rio Grande do Sul State, receives intense anthropogenic pressure due to the tourism and the growth of Tramandaí and Imbé cities along its margins. One of the most evident problems is the contamination by sewage. This study aims to understand that problem in three ways: studying the main hydrodynamic forces in the estuary; undertaking a physiochemical characterization of the estuarine waters, including a survey for sewage outfalls and the measurement of sewage flows; analyzing the sewage effects on the benthic macrofauna. The hydrodynamic characteristics were studied by applying Fast Fourier Transform, harmonic analysis and a Butterworth filter on a water level time series, and by monitoring the currents, water temperature and salinity for five days, three times a day, in five different points inside the estuary. The physiochemical characterization was carried out on water temperature, dissolved oxygen, transparency, coliforms, salinity, total phosphorus, ammonia and BOD data measured by FEPAM between 1993 and 2005, analyzed through cluster and principal components analysis and analysis of variance. The survey for sewage outfalls was accomplished in the urbanized margins of Imbé and Tramandaí municipalities. The points were classified as no contaminated, little contaminated and very contaminated. Two very contaminated sewage outfalls (the first one in Imbé and the other in Tramandaí) and in three reference places (Imbé, Tramandaí and the last one in the sand spit that separates Tramandaí lagoon from Armazém lagoon) were chosen for chemical analyses. Measures of sewage flow were also accomplished in six outfalls located in both municipalities. The samples of benthic macrofauna were collected in the same sewage and reference points chosen for the chemical analyses. Benthic data were examined through correspondence analyses, cluster analysis, nonmetric multidimensional scaling and analysis of variance. Three oscillations were the main hydrodynamic forces in the estuary: semidiurnal component of the astronomical tide, diurnal component of the astronomical tide and subtidal component, that results from meteorological phenomena. The monitoring of currents, water temperature and salinity showed how the interaction among the forces governs the movements of water inside the estuary of Tramandaí. The results of the physiochemical characterization indicate that in the summer the estuarine waters are hotter, show less concentration of dissolved oxygen, higher transparency, higher number of coliforms and higher pH, while salinity, total phosphorus, ammonia and BOD don't show a seasonal pattern. A total of 45 outfalls were identified; 19 were classified as very contaminated, 6 as little contaminated and 20 as no contaminated. Tramandaí presents more points under contamination than Imbé. However, among the two very contaminated outfalls selected for the chemical analyses, the one located in Imbé showed a larger degree of contamination than the outfalls located in Tramandaí. The flow measurements revealed that the volume of sewage spilled in the estuary is approximately 42258m³/year, inserting about 9t/year of nitrogen and 0,87t/year of phosphorus. Regarding the benthic macrofauna, it was detected that Laeonereis acuta, Heteromastus similis and Heleobia australis are the most resistant species to the sewage, while peracarid crustaceans seem to be more sensitive. The points under influence of sewage showed smaller densities of organisms and smaller richness than reference points. These impacts started in the beginning of the summer vacation season, suggesting an increase of sewage due to the population raise because of tourism, and were significant only in the points nearest to the sewage outfalls.

Esta tese apresenta o estudo e aplicação de uma alternativa para o tratamento de águas residuárias municipais mediante integração de técnicas compactas de tratamento, visando adequar a qualidade do esgoto tratado às exigências ambientais, prevenir a eutrofização dos recursos hídricos e produzir água de boa qualidade para reúso em diversos fins, propiciando uma fonte alternativa de água. Para isso, foi projetada e construída uma estação de tratamento de esgotos domésticos, em escala piloto, que inclui um reator biológico anaeróbio (tipo UASB), seguido des flotação em dois estágios, para remoção adicional de matéria orgânica residual e nutrientes com obtenção de lodos separados (orgânico e inorgânico) e polimento final oxidativo (radiação ultravioleta). A qualidade da água obtida pelo sistema UASB e flotação em dois estágios foi comparada com a obtida pelo tratamento do efluente anaeróbio em uma lagoa de polimento, sistema largamente difundido no Brasil e outros países de clima ameno. A qualidade da água obtida em ambos os sistemas foi comparada com a requerida para reúso em diversos fins. O processo empregado potencializa o reaproveitamento dos resíduos sólidos, dentro do conceito de recuperação da matéria orgânica e nutrientes. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros biológicos, físico-químicos e operacionais envolvidos. / This thesis presents the study and application of an alternative for the treatment of municipal wastewater through the integration of compact treatment techniques, aiming at improving the quality of treated sewage to meet environmental requirements, prevent eutrophication of water resources and produce good quality water for reuse in various purposes, providing an alternative source of water. It was designed and built a wastewater treatment of domestic sewage in a pilot scale, which includes an anaerobic biological reactor (UASB type), followed by flotation in two stages to obtain separated sludges (organic and inorganic) and final disinfection (ultraviolet radiation). The quality of water obtained by UASB system and two stages flotation followed by UV was compared with that obtained by treatment of anaerobic effluent polishing pond system, widespread in Brazil and other countries with mild climatic conditions. The quality of water obtained in both systems is compared to that required for reuse in different purposes. The process employed enhances the recycling of solid waste within the concept of recovery of organic matter and nutrients. The results are discussed in terms of biological, physical, chemical and operational involved.

A precariedade do tratamento dos esgotos sanitários no país, principalmente em pequenos municípios, aliado à falta de recursos financeiros, necessitam apoio tecnológico e científico, sendo motivo de preocupação e atenção. O objetivo geral deste trabalho é propor alternativas de sistemas de tratamento de esgotos sanitários urbanos para a cidade de Feliz/RS, município brasileiro de pequeno porte, visando à melhoria da qualidade dos seus recursos hídricos. Para a realização deste trabalho foi necessário realizar o diagnóstico do sistema de tratamento de esgotos sanitários na área urbana do município; avaliar o impacto gerado pelos esgotos sanitários urbanos no manancial hídrico do município e propor sistemas de tratamento de esgotos sanitários mais sustentáveis e que atendam os padrões de emissões de efluentes líquidos, permitidos pela legislação, em águas superficiais. A estratégia de pesquisa adotada neste trabalho foi a pesquisa construtiva, cuja metodologia foi dividida em três etapas: I) delimitação da área geográfica e análise documental; II) levantamento quantitativo de domicílios, por bairro, e coleta de amostras de água, em três pontos do manancial que banha o município de Feliz; III) apresentação de propostas de sistemas de tratamento de esgotos sanitários. Nas etapas II e III houve a aplicação do modelo matemático, QUAL2K, no trecho do rio estudado, no município de Feliz, simulando as diversas condições da qualidade da água e comparando-as com os padrões de emissões de efluentes permitidos pela legislação, em águas superficiais. Os resultados mostraram que a região urbana do município de Feliz apresenta inexpressivos índices de tratamento de esgotos domésticos. Os esgotos lançados sem tratamento, provenientes das redes pluviais, são os principais poluentes do rio, na área urbana. Foram pesquisados sistemas descentralizados de tratamento de esgotos propostos, entre os quais: wetlands, UASB e filtro anaeróbio, e tanque séptico e infiltração. A simulação mostra que estes sistemas propostos poderão se tornar efetivos, no sentido de tratar os esgotos domésticos urbanos de forma mais sustentável e na redução dos níveis dos parâmetros analisados, embora não atinjam os limites estabelecidos pela legislação, para que o trecho estudado possa ser enquadrado como atendendo à legislação e aos anseios da população local. / The lack of adequate sewage treatment in the country, especially in small municipalities, together with the scarceness of financial resources, requires technological and scientific support, being a major concern and asks for the due attention. The general objective of this work is to propose alternative systems of urban sewage treatment for the municipality of Feliz, a small Brazilian municipality in the State of Rio Grande do Sul, , , aiming at improving the quality of its water resources. The elaboration of this work included a system diagnosis of sewage treatment in the urban area, the assessment of the impact of sewage generated by urban water sources and a proposal for the treatment of sewage systems in a more sustainable way, that meets the emissions standards for effluents , as allowed by legislation, in surface waters. The research strategy adopted in this work was the constructive research, whose methodology was applied in three steps: I) a geographical area delimitation and documental analysis II) a quantitative survey of households, by area, and collection of water samples at three points in the river that crosses the town of Feliz, III) a presentation of proposals for more sustainable sewage systems treatment. In stages II and III a mathematical model, QUAL2K, was applied in the studied stretch of the river, simulating the various conditions of water quality and comparing them with the effluent emissions standards allowed by law, in surface waters. The results showed that the urban area of Feliz presents a very low rate of domestic sewage treatment. The untreated sewage released into the local system of stormwater is the main pollutant of the river in the urban area. The following decentralized systems of sewage treatment were studied: wetlands, anaerobic filter and UASB and septic tank and seepage. The simulation showed that these proposed systems can be effective in order to treat more sustainably the domestic sewage and to reduce the levels of the analyzed parameters, although not reaching the limits established by the legislation for the studied stretch so to enabled it to be framed as being in compliance with the Brazilian legislation and with the wishes of the local community.

A área pesquisada representa uma das regiões mais desenvolvidas do Rio Grande do Sul, caracterizada pelo crescimento exponencial das atividades industriais e da agricultura e conseqüentemente, maior intensidade de urbanização. Resultante desta situação, o despejo de esgotos cloacais e efluentes industriais e da agricultura sobre os corpos d’água, sem um tratamento adequado e um saneamento precário, ocasiona a contaminação do meio e compromete os processos ecológicos nos ecossistemas aquáticos. Assim, os ensaios de toxicidade são ferramentas extremamente úteis na avaliação de potenciais tóxicos, permitindo observar o efeito tóxico total dos efluentes e detectando as possíveis interações entre seus componentes. Este trabalho objetivou adaptar o Teste de Assimilação e Dissimilação (Teste A-D) para sua aplicação em águas e sedimentos altamente poluídos por efluentes cloacais e industriais, como método de orientação para identificação das áreas de risco ecológico e como base para um programa de outros testes mais complexos. Adiciona-se o interesse dos órgãos ambientais municipais diante da inexistência de informação sobre o impacto de metais e nutrientes na região e da possibilidade de melhoria da qualidade de água. Para a padronização do método, havia a necessidade de eliminar as influências dos nutrientes e da alta DBO, responsáveis por uma alta taxa de produção e consumo de oxigênio pelas culturas de Clorofíceas e bactérias aeróbias adaptadas ao consumo de extrato de carne granulado, superando assim, uma provável inibição. Com esta finalidade, as amostras de água superficial foram testadas sem pré-tratamento ou in natura e com os pré-tratamentos: esterelização, decantação e aeração, homogeneização e aeração e filtração e aeração. Com o sedimento superficial, foram desenvolvidos ensaios com a solução elutriato. As amostragens de água e sedimento superficial compreenderam 5 locais no período inverno/05 e verão/06 e as análises físicas e químicas foram comparadas aos valores das normas ambientais nacionais e internacionais vigentes. Os elevados níveis de níquel, cobre, fosfato e condutividade estão associados com a alteração da qualidade da água da BH do Arroio Tega. O grau de contaminação dos sedimentos por metais é compatível com locais fortemente poluídos para cobre, cromo, níquel e zinco. As condições de manutenção do Teste A-D foram aperfeiçoadas em relação à norma original. Com o sedimento, os Testes A apresentaram inibição da fotossíntese e os Testes D, aceleração da respiração, mostrando sensibilidades opostas, não havendo uma complementação dos processos autotrófico e heterotrófico. Com a água, o pré-tratamento esterelizado apresenta as maiores porcentagens de inibição do PPO e PCO. Os resultados apresentam possibilidade de aplicação do Teste A-D na avaliação da toxicidade e monitoramento de efluentes e águas superficiais. Este método mostrou ser um procedimento operacional simples e rápido, aplicável simultaneamente a um grande número de amostras e de baixo custo. / The researched area represents one of the most developed areas of Rio Grande do Sul, it is characterized by the exponential growth of the industrial and agriculture activities, thus leading to larger urbanization intensity. As a result of this situation, the spilling of sink sewers, industrial and agriculture sewage in the bodies of water, without an appropriate treatment and a precarious sanitation, causes the contamination of the environment and overturns ecological processes in aquatic ecosystems. To such an extent, toxicity analysis are extremely useful tools in the evaluation of toxicant potentials, allowing to observe the total toxicant effect of the sewage and detecting the possible interactions among their components. This study had the purpose to adapt the Test of Assimilation and Dissimilation (A-D Test) for its application in waters and sediments highly polluted by sink sewage as an orientation method for identification of the areas of ecological risk and as a base for a program of other more complex tests. It’s remarkable the sum up interest of the municipal environmental agencies, due to the inexistence of information on the impact of metals and nutrients in the area and the possibility to improve the quality of water.For the standardization of the method, there was the necessity to eliminate the influences of the nutrients and the high BOD (Biochemical Oxygen Demand), responsible for an upper production and consumption rates of oxygen for the cultures of Cloroficeas (freshwater green algae) and aerobic bacterium adapted to the consumption of granulated meat extract, surpassing, in this way, a probable inhibition. Regarding this purpose, the samples of superficial water were tested without pretreatment or in natura and with the pretreatments: sterilization, decantation and aeration, homogenization and aeration and filtration and aeration. To the superficial sediment, analysis were developed with the elutriate testing solution. The samplings of water and superficial sediment comprised five places in the period winter/2005 and summer/2006 and the physical and chemical analyses were compared to the values of the national and international environmental norms effective nowadays. The high levels of nickel, copper, phosphate and conductivity are associated with changes in water quality of Tega's HB (Hydrographic Basin). The scale of contamination of the sediments for metals it’s compatible with places heavily polluted for copper, chrome, nickel and zinc. The conditions of maintenance of the AD Test were improved in relation to the original norm. To sediment, the Assimilation tests presented inhibition of the photosynthesis and the Dissimilation tests, acceleration of the breathing, showing opposite sensibilities, so there wasn’t a complementation of the autotrophic and heterotrophic processes. To water, sterilized pretreatment presents the largest percentages of inhibition of POP and COP. The results show the possibility of application of the Test A-D in the evaluation of the toxicity and effluents and superficial waters monitoring. This method showed to be a simple and fast operational procedure, applicable simultaneously to a great number of samples and at a very low cos

O reúso de efluentes de esgotos domésticos na irrigação de culturas representa uma alternativa adequada na gestão dos recursos hídricos devido ao fornecimento de nutrientes e água em quantidades suficientes para o desenvolvimento das culturas, porém, também pode introduz impactos negativos ao solo, em parte, potencializados pela irrigação contínua ao longo do tempo. O maior efeito está relacionado com o aumento da salinidade e sodicidade. Uma alternativa para mitigar este impacto, é o uso de espécies vegetais extratoras e acumuladoras de sais que estão presentes no solo. Neste trabalho avaliaram-se as alterações nas propriedades químicas de um planossolo (disposto em 36 vasos, 18 isolados da chuva e dos ventos e 18 expostos a eventos climáticos) irrigado durante dois meses (junho-julho) com efluente de esgoto tratado por um reator UASB + lagoa de polimento. Posteriormente, avaliou-se o desempenho da espécie halófita Atriplex nummularia na remoção de sais e cátions acumulados no substrato (agosto 2008 – fevereiro 2009), monitorando o comportamento da condutividade elétrica, sódio, potássio, cálcio, magnésio e pH (no extrato do solo) e pH, condutividade elétrica e sódio trocável no percolado dos vasos. Durante a fitorremediação, foram aplicados além do efluente utilizado na etapa anterior (tratamento 3), efluente de um sistema UASB (tratamento 2) e água potável (tratamento 1). Também foi avaliado o comportamento das características físicas do solo mediante a determinação das curvas de retenção de água no inicio e final do experimento. A irrigação com o efluente do sistema UASB + lagoa de polimento incrementou significativamente o teor de sódio ao mesmo tempo em que diminuiu as concentrações de cálcio e magnésio; incrementando em até 30 % o percentual de sódio trocável (PST), indicando a sodificação da camada superficial (0-20 cm) dos substratos. O pH e a condutividade elétrica (indicadores da salinidade do solo quando atingem valores inferiores a 8,5 e superiores a 4 dS m-1, respectivamente) aumentaram sem atingir valores críticos. As condições de maior acumulação de sais e cátions apresentaram-se nos vasos que não estiveram expostos às variáveis climáticas. Com respeito à etapa de fitorremediação, as eficiências na remoção de sódio estiveram acima de 85% (em ausência de chuva) e fora da estufa valores entre 30 – 45% para os tratamentos 2 e 3 e acima de 80% para o tratamento 1. Resultados que mostram o melhor desenvolvimento da planta na ausência de chuvas e ventos fortes. Já os efeitos sobre as características físicas das amostras não foram estatisticamente significativos (α = 0.01), provavelmente pelo curto tempo de duração do experimento. Os resultados em geral, evidenciaram o potencial da Atriplex nummularia na fitorremediação de solos irrigados com efluentes de esgotos tratados. / Wastewater reuse in crops irrigation represents a good alternative in the water resources management because it supplies nutrients and water in sufficient amount to guarantee the growing of cultures, but also can affects negatively the soil due to the constant irrigation along time. The worst effect is related to the increase of the soil salinity and sodium content. An option to mitigate this effect is to use varieties of vegetable species that can extract or accumulate salt. This study researched the changes in the chemical properties of a Plano soil (distributed in 36 pots, 18 protected of rains and winds and 18 exposed them), irrigated over two months (June – July) with secondary treated wastewater from an anaerobic reactor/maturation pond. Besides that, it was studied the performance of the halophyte Atriplex nummularia in removing salts and cations accumulated in the soil (August 2008 – February 2009), by measuring from the soil extract samples: the behavior of electrical conductivity, sodium, potassium, calcium, magnesium and pH; and from the pots leachate: pH, electrical conductivity and exchangeable sodium. During the phytoremediation process, besides the wastewater effluent used in the first stage (treatment 3), there were also applied wastewater effluent from an UASB reactor (treatment 2) and potable water (treatment 1). Also, it was studied the behavior of soil´s physicals characteristic measuring water retention curves at the beginning and end of the experiment. Irrigation with the secondary treated wastewater from an anaerobic reactor/maturation pond increased significantly soil’s sodium concentration, and simultaneously, it decreased calcium and magnesium concentrations in the soil; augmenting the Exchangeable Sodium Percentages (ESP), thus indicating the sodification of soil superficial layer (0 – 20 cm). The values of pH and electrical conductivity (soil salinity indicators when reaching values below 8,5 and over 4 dS m-1, respectively) increased, but did not reached critical values. The pots not exposed to environmental conditions presented greater salts and cations concentrations accumulated on top soil. Phytoremediation stage efficiencies were higher than 85% (in the absence of rain) and between 30 and 45% (in the presence of rain) for applied treatments 2 and 3, respectively; and more than 80% for the applied treatment 1. These results showed that the plant performance is better in the absence of rain and strong winds. The changes on the physical characteristics were statistically non-significant (α = 0.01), probably because of the short duration of the experiment. The results in general, showed the potential of the Atriplex nummularia in phytoremediation processes of wastewater-irrigated soils.

O acesso progressivo da sociedade aos serviços de saneamento básico, conhecido como universalização do saneamento, deve ser pré-requisito fundamental para uma nação ser reconhecida como um país de primeiro mundo. Ocorre que o Brasil, embora próximo da universalidade dos serviços de abastecimento de água, está ainda muito distante da totalidade de prestação de serviços de esgotamento sanitário. As projeções mais otimistas preveem que todos os domicílios terão possibilidade de se ligarem às redes coletoras somente a partir de 2030. Por isso, este trabalho teve objetivo avaliar se o processo de urbanização baseado na implantação de condomínios horizontais contribui para universalização dos serviços de esgotamento sanitário (SES). Neste contexto, utilizou-se como modelo o município de Garibaldi/RS, localizado na Serra Gaúcha e distante 110 km da capital Porto Alegre, que tem seu desenvolvimento urbano baseado preponderantemente em loteamentos, atualmente com trinta empreendimentos licenciados e outros sete concluídos. O estudo consistiu na determinação: do custo por habitante dos SES de três dos sete empreendimentos executados; do saldo financeiro nestes empreendimentos entre o faturamento mensal da Companhia Riograndense de Saneamento (receita) e os custos de operação/manutenção dos mesmos (despesas). Ficou evidenciado que, em função das faixas de consumo micromedido de água, a implantação de condomínios horizontais gera ao poder público grande disponibilidade de recursos a serem investidos nas demais áreas carentes de infraestrutura de esgotamento sanitário de municípios de pequeno porte. Além disso, observou-se que a referência oficial de preços unitários para obras de saneamento básico do Governo Federal não apresenta aplicabilidade em SES de empreendimentos imobiliários. Por fim, foi possível, ainda, elaborar uma proposta de formulação para estimar o tempo necessário à universalização de esgotamento sanitário em pequenos municípios com recursos provenientes dos investimentos em condomínios horizontais. / The progressive access of society to basic sanitation services, known as universal sanitation, should be pre-requisite for a nation to be recognized as a first world country. Brazil, though near universality of water supply services, is still far from full sewage service. The most optimistic projections predict that all households have the possibility to bind the collection networks only on 2030. Therefore, this work aimed to evaluate if the urbanization process based on the deployment of horizontal enterprises contributes to universal services sanitation. In this context, was used, as model, the city of Garibaldi/RS, located in Gaucha Ridge, distant 110 km from the capital Porto Alegre, witch has its urban development based mainly on allotments, currently with thirty projects licensed and others seven completed. The study consisted of determining: the per capita costs of sewage services on three of seven completed ventures; the financial balance between the monthly billing of Companhia Riograndense de Saneamento and their operating/maintenance costs. It was evident that, due to the bands of water consumption, the deployment of horizontal enterprises, generates to public power, wide availability of resources to be invested on sewage infrastructure in other needy areas of small cities. Furthermore, it was observed that units prices of the Federal Government official reference to basic sanitation do not presents applicability on buildings ventures. Finally, it was also possible to prepare a formulation proposal to estimate the time required to universal sanitation in small cities with resources from investments in horizontal condominiums.