Sabe-se que a formação de reservatórios altera a qualidade e a quantidade da água de montante e jusante e que a direção e a magnitude das alterações dependem de suas características construtivas, operacionais, morfométricas, bem como do regime hidrológico e climático da região. Porém, a maior parte deste conhecimento foi fundamentada em pesquisas de reservatórios com grande capacidade de regularização, que fazem parte da realidade do Pantanal, uma região que vem sendo impactada por um número cada vez maior de reservatórios com pequena capacidade de regularização, levantando questionamentos sobre seus possíveis efeitos no funcionamento da planície de inundação. Sendo assim, este trabalho procurou (i) identificar qual o fator chave determinante no processo de estratificação e mistura vertical do reservatório e se este pode influenciar na qualidade da água; (ii) avaliar os efeitos da formação e operação do reservatório na alteração da qualidade da água de montante e jusante e (iii) avaliar os efeitos da operação do reservatório na alteração do regime hidrológico de jusante, além de propor os limites preventivos para a sustentabilidade. O estudo foi desenvolvido no reservatório de Ponte de Pedra, localizado no rio Correntes, divisa dos estados de Mato Grasso e Mato Grosso do Sul (Centro Oeste do Brail), na fronteira entre o Pantanal e o Planalto. O reservatório apresentou prolongado período de estratificação vertical (mistura no inverno) dos parâmetros físicos e químicos da água nas partes médias e profundas, mantendo-se homogêneo na parte superior, onde se encontra a captação, não alterando as características da água de jusante. Entre os fatores analisados, o vento foi o único fator que influenciou significativamente a estrutura vertical da qualidade da água sendo beneficiada pelas características morfométricas e construtivas do reservatório. Longitudinalmente, a formação do reservatório alterou significativamente quatro dos dez parâmetros analisados, com redução média de 38% da turbidez, 28% do fósforo total, 23% dos sólidos totais e 14% do nitrato. Destes, apenas a turbidez e o nitrato foram afetados pelo controle operacional do tempo de retenção hidráulica. Em relação à alteração dos parâmetros do regime hidrológico anual, dos 31 analisados, os parâmetros de vazões mínimas de curta duração (1, 3 e 7 dias), vazões máximas de 90 dias e o número de pulsos baixos e altos foram significativamente alterados pela operação do reservatório. Destes, a vazão máxima de 90 dias e o número de pulsos altos resumem os impactos, e podem ser utilizados como parâmetros alvos para restauração e conservação do regime hidrológico. As vazões sazonais também foram significativamente alteradas, com maior impacto na estação seca (inverno). Com base na variabilidade natural do rio, foram propostos os limites preventivos para a sustentabilidade, com alterações diárias permitidas de ±18% no inverno, ±24% na primavera e ±22% no verão e outono, aplicados sobre a vazão natural. De maneira geral, as alterações na qualidade da água e no regime hidrológico provocado pela formação e operação do reservatório foram consideradas baixas, tanto em número de parâmetros alterados quanto nas magnitudes das alterações, e estas foram atribuídas às baixas concentrações de partículas e nutrientes na bacia, ao sistema de captação superficial, o curto tempo de retenção hidráulica, pequena capacidade de regularização associadas à sazonalidade no regime de chuvas e ventos na região, que limitam manobras operacionais para a maximização da eficiência energética. / The formation of reservoirs changes the quality and quantity of water, both upstream and downstream, and the direction and magnitude of such changes depend on their characteristics of construction, operation, morphometry, as well as hydrological regime and climate of the region. However, much of this knowledge was based on large reservoirs, which is not the reality of the Pantanal, an area that is being impacted by a growing number of reservoirs with low capacity for regularization, raising questions about possible effects on the floodplain functioning. In this way, this study aimed (i) to identify the key factor in the process of stratification and vertical mixing of the reservoir, and whether this can influence the water quality, (ii) to evaluate the effects of the reservoir formation and operation on the quality of water upstream and downstream of the reservoir, and (iii) to examine the effects of the reservoir operation on the downstream hydrological regime, in addition to propose preventive limits for sustainability. The study was conducted at Ponte de Pedra Reservoir, located on the Correntes river, the motto between the states of Mato Grasso and Mato Grosso do Sul (Central West Brazil), on the border between the Plateau and the Pantanal. The reservoir had an extended period of vertical stratification (mixture in the winter) of physical and chemical water parameters in the medium and deep parts of the water column, being homogeneous in the upper part where the water is capitation, without changing the characteristics of the downstream water. Among the factors analyzed, the wind was the only factor that significantly influenced the vertical structure of the water quality, favored by morphometric and constructive characteristics of the reservoir. Along the longitudinal axis, the reservoir formation significantly altered the turbidity and concentrations of total phosphorus, total solids, and nitrate, with mean reduction of 38, 28, 23 and 14% of their values. Among these, only turbidity and nitrate were affected by the operational control of the hydraulic retention time. In relation to the change in parameters of the annual hydrological regime, parameters of short-term minimum flows (1, 3 and 7 days), maximum flows of 90 days and the number of low and high pulses were significantly modified by the reservoir operation. Of these, the maximum flow of 90 days and the number of high pulses have summarized the impacts, and can be used as target parameters for restoration and conservation of the hydrological regime. Seasonal flows were also significantly altered, with the greatest impact in the dry season (winter). Based on the natural variability of the river, it was proposed preventive limits for sustainability, with permitted daily changes of ±18% in winter, ±24% in spring and ±22% in summer and autumn applied on the natural flow. In general, changes in water quality and hydrological regime caused by the reservoir formation and operation were considered low, both in number of altered parameters as magnitudes of such changes, and these characteristics were ascribed to low concentrations of particles and nutrients in the basin, to the surface capitation system, short hydraulic retention time, low capacity of regularization associated with the seasonality of the regime of rainfall and wind in the region, limiting operational maneuvers for maximizing the energy efficiency.

A escassez das fontes de fósforo e o alto consumo de energia associado à produção de fertilizantes nitrogenados serão problemas que deverão ser enfrentados no futuro. A recuperação de nutrientes das águas residuárias na forma de estruvita tem sido considerada como uma alternativa para atenuar estes problemas. Na América Latina, a produção de estruvita a partir de esgoto ainda não é uma tecnologia bem conhecida e, portanto, a finalidade deste trabalho é contribuir com uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos. Para isso, a pesquisa foi dividida em três etapas: 1) produção de estruvita a partir de efluente de reator anaeróbio de fluxo ascendente com manto de lodo (RAFA); 2) produção de estruvita a partir de sobrenadante de digestor anaeróbio de lodo de um processo com remoção biológica de fósforo (DALRBF) e 3) influência do cálcio na estruvita produzida na etapa 2. Nas três etapas, ajustaram-se as concentrações de magnésio, a fim de obter razões fósforo:magnésio (P:Mg) pré-estabelecidas, e o pH entre 8,00 e 10,50. Os resultados da primeira etapa mostraram que não foi possível produzir estruvita no efluente do RAFA nas condições testadas. No entanto, foram observadas remoções de fósforo e de nitrogênio, devido à formação de fosfatos de cálcio e de magnésio amorfos. Os resultados da segunda etapa comprovaram a viabilidade de produção de estruvita de sobrenadante de DALRBF e mostraram que os consumos molares dos íons fosfato (PO43-), amônio (NH4+) e magnésio (Mg2+) ou as remoções destes (%) não devem ser os únicos parâmetros para avaliar a formação de estruvita, pois outros compostos cristalizam ou precipitam e reduzem a qualidade do mineral. Para um meio com condições semelhantes às testadas nesta etapa, uma razão P:Mg 1:2 e um pH igual a 9,50 asseguram a máxima recuperação de nutrientes como estruvita com concentração mínima de impurezas, facilitando seu posterior uso como fertilizante. Os resultados da terceira etapa mostraram que uma fase amorfa de fosfato de cálcio ou de magnésio se forma na superfície da estruvita. / The shortage of the phosphorus sources and high-energy consumption associated to the nitrogen fertilizers production will be problems in the future. The nutrient recovery from wastewater as struvite has been considered as an alternative to alleviate these problems. In Latin America, production of struvite from wastewater is not yet a wellknown technology and therefore the purpose of this work is to contribute to a better understanding of the phenomena involved. This research work was performed in three phases: 1) production of struvite from upflow anaerobic sludge blanket reactor effluent; 2) production of struvite from anaerobic digester supernatant of enhanced biological phosphorus removal process (ADS-EBPR) and 3) influence of calcium in the struvite produced in the phase 2. In three phases, the magnesium concentrations were adjusted to obtain the preset phosphorus:magnesium (P:Mg) ratios and the pH was adjusted between 8,00 and 10,50. The results of the first phase showed that it is not possible to produce struvite in the upflow anaerobic sludge blanket reactor effluent in the tested conditions. However, removal of nitrogen and phosphorus was observed because amorphous calcium and magnesium phosphates were produced. The results of the second phase showed that it is possible to produce struvite in the ADS-EBPR and the molar consumptions of phosphate (PO43-), ammonia (NH4+) and magnesium (Mg2+) or removals (%) should not be the only parameters to evaluate the struvite formation, because other compounds crystallize or precipitate and reduce the quality of the mineral. In the similar conditions tested in this phase, a P:Mg ratio 1:2 and pH 9,50 assure maximum nutrients recovery as struvite with minimum impurities concentration, facilitating its subsequent use as fertilizer. The results of the third phase showed that amorphous calcium or magnesium phosphates were produced on the struvite surface.

O cultivo de plantas de cobertura como cultura de inverno para produzir palha e proteger o solo após a colheita da cultura de verão, na região do Cerrado brasileiro, tem sido um dos maiores desafios para os produtores que optaram pela adoção do sistema semeadura direta. Outra dificuldade inerente ao sistema semeadura direta, com peculiaridade para o Cerrado, refere-se ao manejo do nitrogênio (N) na cultura do milho, já que o ciclo deste nutriente é extremamente dependente das condições climáticas, apresentando, por isto, comportamento diferente da região Sul do país. Nesta situação, a aplicação de N na semeadura da cultura de cobertura de solo com o objetivo de aumentar a produção de palha ou em pré-semeadura da cultura principal, buscando otimizar tempo, pode ser uma estratégia que apresente a mesma eficiência da fertilização na cobertura no milho em sucessão à soja. Os objetivos do estudo foram avaliar a produção de massa de matéria seca de culturas de cobertura de solo e de espécies espontâneas; determinar a influência das épocas da fertilização nitrogenada nos caracteres fenológicos, na produtividade de grãos e de massa de matéria seca da cultura do milho cultivado após 2 anos de soja e, também, quantificar a eficiência da adubação nitrogenada, utilizando a técnica da diluição isotópica (15N). Foram desenvolvidos dois experimentos na região do Triângulo Mineiro, no Estado de Minas Gerais, avaliando-se doses, fontes e épocas de aplicação de N. As doses de N foram: 110 kg ha-1 no experimento em solo de textura média e 70 kg ha-1 no experimento em solo de textura muito argilosa, como dose suplementar à adubação de semeadura. As culturas de cobertura de solo, cultivadas após a colheita da cultura de verão, não foram eficientes na produção de palha; a adubação nitrogenada aplicada na semeadura da cultura de cobertura de solo também não resultou em produção de palha. No experimento em solo de textura média houve resposta à aplicação de N em relação à testemunha e beneficio do parcelamento em diferentes épocas, em relação à aplicação de maiores doses em uma única aplicação. Neste experimento, não houve diferença na produtividade de grãos na fertilização de cobertura do milho, usando uréia ou sulfato de amônio. Em solo de textura muito argilosa não houve resposta na produtividade de grãos do milho quando se aplicou N suplementar à adubação de semeadura, independente da época de aplicação. A eficiência da adubação nitrogenada variou de 26 a 70% para as diferentes épocas de aplicação, sendo que a média de aproveitamento foi de 50%. A aplicação antecipada não se mostrou eficiente em relação à recuperação do fertilizante, sendo recomendada adubação em cobertura, principalmente em solos mais arenosos / Cultivation of soil cover crops as second crop willing to produce straw and protect the soil after the harvest of the summer crop at the Brazilian Cerrados region had been one of the biggest challenges faced by farmers that decided for the no tillage system. Another problem inherent to the no tillage system in the Cerrados in relation with the nitrogen management (N) for corn crops is due to the cycle of this nutrient is extremely dependent on climatic conditions and for this reason, a totally different activity in comparison with Southern region of Brazil must be considered. In this situation, N supply whether in the seeding time of the soil cover crops in order to increase the straw production or before the of main cultivation (pre-seeding) looking to optimize time, it might be a strategy that demonstrates the same efficiency offered by the topdressing of the corn in soybean succession. The objectives of the study were to evaluate dry matter production in the soil cover crops and spontaneous species; to determine the influence of different timing of N-fertilizer supply in the phenology characters, yield and dry matter of corn after 2 years of soybean cultivation and, also, to quantify the efficiency of the nitrogen supply using the isotopic dilution technique (15N). Two experiments were carried out at the Triângulo Mineiro region, Minas Gerais State, Brazil, where rates, sources and timing of N applications were evaluated. The rates of N were: 110 kg ha-1 for the sandy clay loam soil experiment and 70 kg ha-1 for the very clayed soil experiment, besides the nitrogen supplied at the corn crop seeding. The cultivation of the soil cover crops after the harvest of the summer crop was not efficient for cover straw production; the nitrogen supplied at the seeding time of the cover crops also did not result in cover straw production. On the sandy clay loam experiment there was response to nitrogen regarding to the control treatment and also pointed benefit using split time application in relation with higher dose n a unique application. Also there was no difference in the corn yield whether by using urea fertilization or ammonium sulfate topdressing. For the very clayed soil experiment, there was no response on corn yield when nitrogen was supplied at the seeding independent of application timing. The efficiency of the nitrogen fertilization ranged from 26 to 70% among the different application timing and the average efficiency was 50%. The anticipated application did not demonstrate efficient with regard to the fertilizer recovery, being recommended topdressing applications, especially in sandy soils

A pesquisa teve como objetivo contribuir para a sustentabilidade das formas de uso dos solos na Amazônia central, avaliando a influência da cobertura vegetal nos teores de nutrientes na solução do solo, ou seja, nos teores de cátions, ânions e carbono orgânico dissolvido (COD). Tomou-se como referência uma floresta primária, para comparação com áreas degradada, de reflorestamento, e de floresta secundária. O estudo foi realizado nos municípios de Manaus e Presidente Figueiredo, AM. Em cada área foram instalados extratores de tensão, nas profundidades de 10, 20, 50, 100 e 150 cm, para as coletas de solução de solo para análise da fase inorgânica, e nas profundidades 20 e 100 cm, para a fase orgânica. A coleta de solo para análise química foi realizada nas mesmas profundidades utilizadas para as coletas de solução do solo da fase inorgânica. As coletas de solução do solo e a quantificação da água da chuva foram realizadas ao longo de um ano hidrológico, seguindo a sazonalidade do clima regional, durante os anos de 2002 e 2003. Após a coleta, filtragem e preservação, as amostras foram encaminhadas ao laboratório para a determinação das concentrações de cátions e ânions por cromatografia líquida (Equipamento Dionex, modelo DX500). As concentrações de COD foram determinadas por combustão, com detecção do CO2 gerado nesta por infra vermelho não-dispersivo (Equipamento Shimadzu, modelo TOC 5000A). A maioria dos solos foi classificada como latossolos, muito ácidos, intemperizados e com baixa disponibilidade de nutrientes. Dos cátions presentes na solução do solo observou-se a predominância sódica-potássica, com grande influência dos aportes atmosféricos. Em relação aos ânions, a predominância foi de bicarbonato e cloreto, com grande contribuição da atividade biológica nas concentrações de bicarbonato em áreas cobertas por vegetação, e do aporte atmosférico nas concentrações de cloreto nas áreas sem cobertura vegetal. A vegetação apresentou forte influência na dinâmica dos íons, principalmente para nitrogênio, fósforo, potássio e magnésio, que apresentam como principal fontes a reciclagem da matéria orgânica e a transprecipitação. Na área degradada ocorreu predominância de cloreto e sódio, elementos que apresentam como principal fonte de entrada a precipitação. Na floresta secundária e no reflorestamento observou-se sinais de recuperação, com níveis mais elevados de nutrientes do que observado na área degradada, com destaque para aumentos significativos de COD e nitrato. Não somente a vegetação afetou a dinâmica dos íons avaliados, mas também a textura do solo, acidez, profundidade e precipitação. Para o carbono orgânico dissolvido observou-se enriquecimento à 100 cm de profundidade, provavelmente em função dos menores teores de ferro e alumínio em profundidade no solo. Este aumento em profundidade pode estar indicando uma ligação entre os sistemas terrestre e aquático, na qual o primeiro funciona como possível exportador de carbono para o segundo. / The main objective of this study was to contribute for the sustainability of land use in the central Amazon, evaluating the influence of vegetation cover on nutrient concentrations in soil solution that is, on the amounts of cations, anions and dissolved organic carbon (DOC). Using a primary forest as reference, we compared these concentrations with those in a degraded area, in a reforestation and also in a secondary forest. The study was conducted in the counties of Manaus and Presidente Figueiredo. In each site we collected soil solution using tension lysimeters installed at the depths of 10, 20, 50, 100 and 150 cm for the inorganic phase and at 20 and 100 cm for the analysis of the organic phase. The soil itself was also collected at the same depths used for the study of the inorganic phase of soil solution, to determine its structure and chemical composition. Soil solution and precipitation were collected during a hydrological year, following the regional climate seasonality in the years of 2002 and 2003. After sampling, filtering and preserving in the field, soil solution samples were sent to the laboratory for the determination of cation and anion concentrations by liquid chromatography (Dionex, DX500) and DOC concentrations in a total organic carbon analyzer (Shimadzu, TOC5000A). Most of the soils were classified as Oxisols, very acid, highly weathered and with low nutrient availability. Sodium and potassium were the most predominant cations in soil solution, due to the influence of the atmospheric inputs. For anions, bicarbonate and chloride were showed the highest concentrations. At the sites covered with vegetation, biological activity played an important role in bicarbonate concentrations, as opposed to the site without vegetation, in which chloride was predominant, due to atmospheric inputs. There was a good correlation between vegetation cover and the dynamics of nitrogen, phosphorus, potassium and magnesium, all of which have as the main source recycling of organic matter recycling and throughfall. At the degraded area, chloride and sodium predominated, due to their main source, which is the precipitation. At the secondary forest and the reforestation there are indicators of the recovery of pristine conditions, whit higher levels of nutrients than those of the degraded area, specially significant increases in DOC and nitrate concentrations. Not only the vegetation influenced the dynamics of these nutrients in soil solution, but also soil texture, acidity, soil depth and precipitation. DOC, for example, showed significant increases in concentrations at 1m depths, probably due to the lowest iron and aluminum concentrations at these soil depths. This increase of DOC with depth may indicate an important connection between terrestrial and aquatic ecosystem, with the acting as an exporter of C to the rivers of the region.

O Reservatório do Rio Grande faz parte do Complexo Billings, apesar de ser separado do Corpo Central pela barragem Anchieta. Esse reservatório está localizado na Região Metropolitana de São Paulo e é aproveitado para usos múltiplos, incluindo abastecimento público, recreação, lazer e corpo receptor de dejetos industriais e domésticos. No presente trabalho, foi estudada a coluna d’água de 6 pontos de coleta ao longo desse reservatório, em duas excursões a campo, uma em março e outra em outubro de 2004. Foram feitas medições de pH, temperatura, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido (OD), transparência da coluna d’água, material em suspensão, sólidos totais, clorofila a, feoftina e compostos nitrogenados. Os dados foram tratados estatisticamente por meio de análise multivariada não paramétrica tipo PCA. Durante o mês de março, houve estratificação térmica, de pH e de condutividade elétrica. No mês de outubro houve maiores concentrações de clorofila a e menor transparência do disco de Secchi. O Índice de Estado Trófico, calculado a partir da clorofila a e a partir da profundidade do disco de Secchi, revelaram um ambiente meso a eutrófico. Foram registrados teores de NH4+, OD e clorofila a referentes a classes de uso menos nobres, de acordo com a Resolução CONAMA n° 357 de 17/03/2005. A análise estatística mostrou que os dois primeiros eixos explicam 55% da variância dos dados. O nitrogênio total e o pH são as variáveis que mais contribuem para compor os eixos 1 e 2, respectivamente, refletindo a importância do estado trófico para a caracterização do reservatório e a carga de esgoto que o corpo d’água recebe. Os pontos de amostragem se segregaram de acordo com a data de coleta, sem demonstrar padrão no sentido montante-jusante. O Reservatório do Rio Grande, Complexo Billings, está localizado na Região Metropolitana de São Paulo, e é um importante local de recreação e de onde é extraída água para o abastecimento de cidades da Grande São Paulo. Os sedimentos lacustres são um reservatório concentrado de contaminantes, dentre os quais se destacam os metais-traço. Esses metais podem ser incorporados à biota, acumulados e transferidos ao longo da rede trófica (bioacumulação e biomagnificação) ou permanecer biologicamente indisponíveis na forma de complexos insolúveis ou muito estáveis e refratários. Em ambiente anóxido, o sulfeto pode controlar a disponibilidade de íons metálicos livre, pois reage com os metais para formar um sal insolúvel potencialmente não biodisponível. Neste trabalho, foi utilizado método de extração ácida fraca a frio para a determinação dos Sulfetos Volatilizáveis por Acidificação (SVA) e dos íons metálicos extraídos simultaneamente (MES). SVA foi quantificado por espectrofotometria visível, enquanto Cd, Cu, Ni, Pb, Cr e Zn por ICP-AES. Matéria orgânica (MO) e a porcentagem de silte e argila, fases importantes na complexação de metais, também foram quantificadas. Os resultados foram comparados com valores-guias de qualidade de sedimento sugeridos pela USEPA (relação molar ∑ MES-SVA) e pelo Conselho Canadense do Ministério do Meio Ambiente (CCME) e também com Valores de Referência Regionais (VRR) estabelecidos para a Bacia do Alto-Tietê. Os resultados mostraram haver excesso de sulfeto em relação aos teores de metais, o que indica um baixo potencial tóxico. Houve um aumento do teor de SVA da ordem de 100 vezes do ponto 4 (montante) ao ponto 26 (jusante). No entanto, as concentrações de metais foram superiores ao VRR, especialmente Cu (102,7 vezes maior), Cd (46,2 vezes) e Pb (12,5 vezes). Também foram registradas concentrações maiores que as sugeridas pelo CCME (9,3; 8,3 e 2,9 vezes maior para Cu, Pb e Cd, respectivamente). À exceção do Zn, todos os metais analisados apresentaram incremento no sentido montante-jusante. A análise estatística tipo PCA demonstrou que a variação dos dados de metais possui correlação com a variação de MO, ao invés de SVA, o que sugere a importância da MO no controle da biodisponibilidade de metais. / The Rio Grande branch is a part of Billings Complex and is isolated from the central body by Anchieta Dam. This reservoir is located in São Paulo Metropolitan Region and has multiple uses, including water supply, recreation, leisure, receptor of domestic and industrial wastewater. At the present work, the water column was studied in 6 stations along the reservoir, in two different days (one in March and the other in October, 2004). We measured pH, temperature, electric conductivity, dissolved oxygen (DO), transparence of water column, suspended material, total solid, chlorophyll a, feoftin, nitrogenated substances. The data was treated by means of a PCA, a multivariate non-parametric analysis. During March, the water column was stratified because of temperature, pH and electric conductivity. During October, there were higher chlorophyll a concentrations and lower transparence. Trofic State Index was calculated from chlorophyll a and from Secchi disc data, and showed a meso to eutrofic environment. Some NH4+, DO and chlorophyll a concentrations are those of classes designated for less noble uses according to Brazilian law CONAMA n° 357 of 17/03/2005. The statistical analysis showed that the first two axis where responsible for 55% of the total data variance. Total nitrogen and pH were the variables that contributed most for the composition of axis 1 and 2. This reflects the importance of trofic state for the reservoir’s characteristics. The stations were segregated according to the sampling date, with no high-low direction pattern. Rio Grande reservoir, Billings Complex, is located in São Paulo Metropolitan Region. It is an important recreation place from where water is extracted in order to supply cities nearby. Lacustrine sediments are concentrated pool for chemicals, among which are trace metals. These metals may be taken up by organisms, accumulated by them and transferred along the food web (bioaccumulation and biomagnification) or may remain biologically unavailable as insoluble, stable and refractory complexes. In anoxic environments, sulfide may be responsible for metal free ion availability control, since it reacts with metal ions and forms an insoluble salt, potentially not bioavailable. At the present work, it was used a weak-acid extraction method for the acid volatile sulfide (AVS) and the simultaneously extracted metals (SEM) determination. Cd, Cu, Ni, Pb, Cr and Zn were quantified by means of an ICP-AES and AVS by means of visible spectrophotometer. Organic matter (OM) and clay-silt percentiles, important phases for metal complexation, were also measured. Results were compared to sediment quality guidelines suggested by USEPA (∑ MES-SVA molar relation) and by Canadian Council of Ministers of Environment (CCME) as well by Regional Reference Values (RRV) established for the Alto-Tietê basin. There was an increase of AVS concentration of 100 folds from station 4 (near the riverine region) to station 26 (near the dam). Results showed excess of sulfide compared with metals, what means a low toxic potential. On the other hand, metal concentrations were above RRV, specially Cu (102,7 times greater), Cd (46,2 times greater) and Pb (12,5 times greater). There were also concentrations greater than values suggested by CCME (9,3; 8,3 and 2,9 times greater for Cu, Pb and Cd, respectively). Excepted by Zn, all metals showed increasing patterns from upper to lower regions of the reservoir. PCA statistical analysis demonstrated that the metal data variation has a correlation with OM variation, instead with AVS, and suggests the importance of OM in controlling metal bioavailability in the studied system.

Sabe-se que a formação de reservatórios altera a qualidade e a quantidade da água de montante e jusante e que a direção e a magnitude das alterações dependem de suas características construtivas, operacionais, morfométricas, bem como do regime hidrológico e climático da região. Porém, a maior parte deste conhecimento foi fundamentada em pesquisas de reservatórios com grande capacidade de regularização, que fazem parte da realidade do Pantanal, uma região que vem sendo impactada por um número cada vez maior de reservatórios com pequena capacidade de regularização, levantando questionamentos sobre seus possíveis efeitos no funcionamento da planície de inundação. Sendo assim, este trabalho procurou (i) identificar qual o fator chave determinante no processo de estratificação e mistura vertical do reservatório e se este pode influenciar na qualidade da água; (ii) avaliar os efeitos da formação e operação do reservatório na alteração da qualidade da água de montante e jusante e (iii) avaliar os efeitos da operação do reservatório na alteração do regime hidrológico de jusante, além de propor os limites preventivos para a sustentabilidade. O estudo foi desenvolvido no reservatório de Ponte de Pedra, localizado no rio Correntes, divisa dos estados de Mato Grasso e Mato Grosso do Sul (Centro Oeste do Brail), na fronteira entre o Pantanal e o Planalto. O reservatório apresentou prolongado período de estratificação vertical (mistura no inverno) dos parâmetros físicos e químicos da água nas partes médias e profundas, mantendo-se homogêneo na parte superior, onde se encontra a captação, não alterando as características da água de jusante. Entre os fatores analisados, o vento foi o único fator que influenciou significativamente a estrutura vertical da qualidade da água sendo beneficiada pelas características morfométricas e construtivas do reservatório. Longitudinalmente, a formação do reservatório alterou significativamente quatro dos dez parâmetros analisados, com redução média de 38% da turbidez, 28% do fósforo total, 23% dos sólidos totais e 14% do nitrato. Destes, apenas a turbidez e o nitrato foram afetados pelo controle operacional do tempo de retenção hidráulica. Em relação à alteração dos parâmetros do regime hidrológico anual, dos 31 analisados, os parâmetros de vazões mínimas de curta duração (1, 3 e 7 dias), vazões máximas de 90 dias e o número de pulsos baixos e altos foram significativamente alterados pela operação do reservatório. Destes, a vazão máxima de 90 dias e o número de pulsos altos resumem os impactos, e podem ser utilizados como parâmetros alvos para restauração e conservação do regime hidrológico. As vazões sazonais também foram significativamente alteradas, com maior impacto na estação seca (inverno). Com base na variabilidade natural do rio, foram propostos os limites preventivos para a sustentabilidade, com alterações diárias permitidas de ±18% no inverno, ±24% na primavera e ±22% no verão e outono, aplicados sobre a vazão natural. De maneira geral, as alterações na qualidade da água e no regime hidrológico provocado pela formação e operação do reservatório foram consideradas baixas, tanto em número de parâmetros alterados quanto nas magnitudes das alterações, e estas foram atribuídas às baixas concentrações de partículas e nutrientes na bacia, ao sistema de captação superficial, o curto tempo de retenção hidráulica, pequena capacidade de regularização associadas à sazonalidade no regime de chuvas e ventos na região, que limitam manobras operacionais para a maximização da eficiência energética. / The formation of reservoirs changes the quality and quantity of water, both upstream and downstream, and the direction and magnitude of such changes depend on their characteristics of construction, operation, morphometry, as well as hydrological regime and climate of the region. However, much of this knowledge was based on large reservoirs, which is not the reality of the Pantanal, an area that is being impacted by a growing number of reservoirs with low capacity for regularization, raising questions about possible effects on the floodplain functioning. In this way, this study aimed (i) to identify the key factor in the process of stratification and vertical mixing of the reservoir, and whether this can influence the water quality, (ii) to evaluate the effects of the reservoir formation and operation on the quality of water upstream and downstream of the reservoir, and (iii) to examine the effects of the reservoir operation on the downstream hydrological regime, in addition to propose preventive limits for sustainability. The study was conducted at Ponte de Pedra Reservoir, located on the Correntes river, the motto between the states of Mato Grasso and Mato Grosso do Sul (Central West Brazil), on the border between the Plateau and the Pantanal. The reservoir had an extended period of vertical stratification (mixture in the winter) of physical and chemical water parameters in the medium and deep parts of the water column, being homogeneous in the upper part where the water is capitation, without changing the characteristics of the downstream water. Among the factors analyzed, the wind was the only factor that significantly influenced the vertical structure of the water quality, favored by morphometric and constructive characteristics of the reservoir. Along the longitudinal axis, the reservoir formation significantly altered the turbidity and concentrations of total phosphorus, total solids, and nitrate, with mean reduction of 38, 28, 23 and 14% of their values. Among these, only turbidity and nitrate were affected by the operational control of the hydraulic retention time. In relation to the change in parameters of the annual hydrological regime, parameters of short-term minimum flows (1, 3 and 7 days), maximum flows of 90 days and the number of low and high pulses were significantly modified by the reservoir operation. Of these, the maximum flow of 90 days and the number of high pulses have summarized the impacts, and can be used as target parameters for restoration and conservation of the hydrological regime. Seasonal flows were also significantly altered, with the greatest impact in the dry season (winter). Based on the natural variability of the river, it was proposed preventive limits for sustainability, with permitted daily changes of ±18% in winter, ±24% in spring and ±22% in summer and autumn applied on the natural flow. In general, changes in water quality and hydrological regime caused by the reservoir formation and operation were considered low, both in number of altered parameters as magnitudes of such changes, and these characteristics were ascribed to low concentrations of particles and nutrients in the basin, to the surface capitation system, short hydraulic retention time, low capacity of regularization associated with the seasonality of the regime of rainfall and wind in the region, limiting operational maneuvers for maximizing the energy efficiency.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-15T11:55:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO LAÍSE ALVES CANDIDO.pdf: 1717138 bytes, checksum: 7884517a24d4674909faeecc260c672f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T11:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO LAÍSE ALVES CANDIDO.pdf: 1717138 bytes, checksum: 7884517a24d4674909faeecc260c672f (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de previsão do algoritmo ASM2d modificado, utilizando o programa AQUASIM 2.0® após sua calibração para um reator de bateladas sequenciais com adição de fonte externa de carbono para tratamento de esgoto doméstico objetivando a remoção de matéria orgânica, fósforo e nitrogênio. O sistema piloto está instalado na área experimental da UFPE localizada na Estação de Tratamento de Esgotos da Mangueira que recebe os esgotos de uma comunidade de baixa renda da cidade de Recife-PE. O reator tem volume útil de 160 L (cento e sessenta litros) e opera em batelada com ciclos de 08h (oito horas) dividas em: enchimento e fase anaeróbia (120 min), fase aeróbia (260 min), fase anóxica (50 min), sedimentação (45 min) e esvaziamento (5 min). Os comportamentos previstos pelo modelo para as frações de matéria orgânica, de nitrogênio e de fósforo e do oxigênio dissolvido (OD) e taxa de consumo de oxigênio são coerentes com o descrito pela literatura e concordam com os dados medidos durante a fase de operação do reator. No entanto, faz-se necessária sua validação com maiores séries temporais de dados para maximizar sua confiabilidade, assim como é imprescindível que sejam instalados equipamentos para medição do volume de oxigênio adicionado, monitoramento online do OD e da alcalinidade e controle rigoroso do volume e características do lodo descartado e das frações de sólidos em todas as fases da operação do reator. Embora o modelo não tenha tido sua capacidade de previsão dos parâmetros validada, foi possível verificar a aplicabilidade do ASM2d para a configuração de fases escolhida e com temperatura próxima à real. / The objective of this study was to evaluate the modified ASM2d algorithm foresight capacity using the AQUASIM 2.0® program after its calibration for sequencing batch reactor with the addition of external carbon source for domestic sewage treatment aiming at removal of organic matter, phosphorus and nitrogen. The pilot plant is installed at UFPE’s experimental area at the Wastewater Treatment Plant of Mangueira which receives influent from a low-income community in the city of Recife-PE. The reactor has an effective volume of 160 L (one hundred sixty liters) and operates in batch with cycles of 08h (eight hours) divided into: filling and anaerobic stage (120 min), aerobic phase (260 min), anoxic phase (50 min), sedimentation (45 minutes) and emptying (5 min). The behavior predicted by the model for fractions of organic matter, nitrogen and phosphorus, dissolved oxygen (DO) and oxygen uptake rate are consistent with that described in the literature and agree with the measured data during reactor operation phase. However, a validation with larger data time series is necessary to maximize its reliability, as it is indispensable to have installed equipment for measuring oxygen input, online monitoring of DO and alkalinity and strict control of the volume and characteristics of the excess sludge and solid fractions for all phases of reactor operation. Although the model has not had its predictive power validated, it was possible to verify the applicability of ASM2d for the chosen stage setting and at a temperature close to the operational.

Tese(doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-12-15T10:09:04Z No. of bitstreams: 1 karina.pdf: 8139075 bytes, checksum: c30bac487b6f4defadafc03c71b60d50 (MD5) / Approved for entry into archive by Sabrina Andrade (sabrinabeatriz@ibest.com.br) on 2013-12-18T17:52:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 karina.pdf: 8139075 bytes, checksum: c30bac487b6f4defadafc03c71b60d50 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-18T17:52:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 karina.pdf: 8139075 bytes, checksum: c30bac487b6f4defadafc03c71b60d50 (MD5) Previous issue date: 2012 / A alta produtividade na zona costeira e na Plataforma Continental do Sul do Brasil é dada pelo aporte de nutrientes, os quais são determinantes para a produção primária. As regiões de plataforma (Santa Marta-SC 28,60ºS e Albardão-RS 33,20ºS) foram selecionadas por apresentarem características diferenciadas em relação à topografia, sazonalidade e dinâmica das massas de água. Sendo assim, essas possuem diferentes mecanismos de fertilização, além dos aportes continentais. A proximidade à zona de Convergência Subtropical (CST) é determinante para a produtividade dessas regiões, visto que: no inverno, a intrusão da Água Subantártica de Plataforma na região do Albardão aumenta consideravelmente as concentrações de nutrientes na região e; no verão, a Água Central do Atlântico Sul resultado da CST aflora na região de Santa Marta, sendo responsável por 60% da produção nova local. Além disso, aportes subterrâneos foram evidenciados tanto na zona costeira quanto na região de plataforma. No extremo sul do Brasil verificou-se, mediante a variação espaço-temporal de isótopos naturais de rádio e radônio, a ocorrência de advecção de água subterrânea ao longo de toda a costa, desde a desembocadura da Lagoa dos Patos até as proximidades do Uruguai (média: 2,17± 0,2 cm d-1). Com a aplicação de modelos pré-estabelecidos, foi possível calcular os fluxosde nutrientes para a zona costeira (NIT: 21 105 mol d-1) e avaliar o potencial produtivo relacionado a essas descargas (2800 gC m-2 ano-1). Desse modo, entende-se que a parcela de água subterrânea deva ser definitivamente incluída no balanço de massas da região, uma vez que apresenta um potencial produtivo de 7 a 32 vezes maior quando comparado às outras regiões onde a estimativa foi realizada. / High productivity on the coastal region and on the Southern Brazil Continental Shelf is provided by the nutrient input which is fundamental to primary productivity. The regions of Santa Marta, SC (28.60ºS) and Albardão, RS (33.20ºS) were selected due to their special characteristics regarding the topography, seasonality and dynamics of their water mass. Therefore, these areas have different fertilization mechanisms besides the continental input. The proximity to the subtropical convergence zone (SCZ) is determinant in relation to productivity because, in winter, the intrusion of the Subantarctic Shelf Water (SSW) in the Albardão region considerably increases the nutrient concentration whereas, in summer, the South Atlantic Central Water (SACW) that results from the SCZ, moves to the Santa Marta region and is responsible for 60% of the new local production. In addition, subterraneous input was observed both on the coastal areas and on the shelf. In southern Brazil, spatial - time variations of radionuclides (Ra e Rn) show the occurrence of groundwater advection along the coast, from the mouth of Patos Lagoon to Uruguay rates (average: 2.17± 0.2 cm d - 1). Using mathematical models, it was possible to calculate the discharge of nutrients on the coastal zone (TIN: 21105 mol d - 1) and evaluate the productive potential regarding the Submarine Groundwater Discharge (2800 gC m - 2 y - 1). Thus, this study suggests that the portion of ground water should definitely be included in the mass budget of the region, since its productive potential is 7 to 32 times higher by comparison with other regions where this estimate was also carried out.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:13:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese parte1 Fabricia Rocha Chaves Miotto.pdf: 8322893 bytes, checksum: e402e3e9bcec9054d69df88cb3b48403 (MD5) Previous issue date: 2011-08-18 / This study aimed to evaluate intake, apparent digestibility of nutrients and nitrogen balance (NB) of diets containing babassu mesocarp bran (BMB) in replacement of elephant grass silage (0, 21, 38, 62 and 78%). Twenty sheep were placed in metabolism crates and allotted to a completely randomized design with four replicates. Were collected and recorded food intake and excretion of feces and urine. The intakes of dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (CP), ash, neutral detergent fibrous (NDF), acid detergent fibrous (ADF), hemicellulose and total carbohydrates were not affected by experimental diets. Change was observed in the intakes of non fibrous carbohydrates (NFC) and reduced intake of ether extract (EE) as % of live weight (%LW) and grams per unit of metabolic weight (g/UMW). The total digestible nutrients TDN intake had a quadratic response with maximum points at 37.3 and 37.9% of BMB when expressed in % LW and g/UMW, respectively. The apparent digestibilities of OM, NDF, ADF, CP and NFC reduced to the extent that the BMB has increased in the diets. The digestibility of DM, EE, and NFC had a quadratic response, where the maximum digestibility of DM was estimated at 10% BMB. TDN decreased 0.28% for each percentage point of inclusion in the diets of BMB. The BMB use reduces the fibrous fractions digestibility, but increases the NFC and TDN intake, indicating that this byproduct can be used as an energy source for ruminant diets. Note: Thesis w/seven chapters. Presented summary and abstract of the 2nd chapter / Objetivou-se avaliar consumo, digestibilidade aparente de nutrientes e balanço de nitrogênio (BN) de dietas contendo farelo de mesocarpo de babaçu (FMB) em substituição à silagem de capim elefante (0; 21; 38; 62 e 78%). Utilizaram-se 20 ovinos alojados em gaiolas metabólicas individuais e distribuídos em delineamento inteiramente casualisado com quatro repetições. Foram coletados e registrados o consumo de alimentos e excreções de fezes e urina. Os consumos de matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína brutua (PB), cinza, fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), hemicelulose e carboidratos totais não foram influenciados pelas dietas experimentais. Foi observada alteração nos consumos de carboidratos não fibrosos (CNF) e redução nos consumos de extrato etéreo (EE) em % do PV e em gramas por unidade de tamanho metabólico (g/UTM). O consumo de nutrientes digestíveis totais (NDT) teve comportamento quadrático com pontos de máximo em 37,3 e 37,9% de FMB expressos em %PV e g/UTM, respectivamente. As digestibilidades aparentes da MO, FDN, FDA, PB e CNF reduziram na medida em que o FMB aumentou nas dietas. A digestibilidade da MS, EE e CNF tiveram comportamento quadrático, em que a máxima digestibilidade da MS foi estimada com 10% de FMB. O NDT reduziu 0,28% para cada ponto percentual de inclusão de FMB nas dietas. O uso do FMB reduz a digestibilidade de frações fibrosas, contudo aumenta o consumo de CNF e o consumo de NDT, o que indica que esse subproduto pode ser utilizado como fonte energética para dietas de ruminantes. OBS: Tese c/ sete capítulos. Apresentado resumo e abstract do 2° capítulo.

O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um sistema experimental para pós-tratamento de reatores anaeróbios. Foram testados reator microaerado e reator com aeração intermitente, seguidos de flotação por ar dissolvido. Foram avaliadas condições para se obter nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, em reator com baixa concentração de OD e em reator em que se alternaram fases aeróbia e anaeróbia. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas distintas: a Etapa I constituiu de ensaios preliminares, utilizando instalação em escala de laboratório, alimentados com efluente de reator anaeróbio compartimentado, composta de sistema de aeração com quatro reatores em paralelo, com capacidade de 11,5 L cada, operando em regime hidráulico contínuo, com concentrações de OD na faixa de 0,2 a 0,9 mg/L, em temperatura controlada de 30±2°C. Na Etapa I também foram operados reatores com aeração intermitente. Na Etapa II, empregou-se instalação para tratamento aeróbio, com capacidade de 100 L, seguida de flotador, em temperatura ambiente de 25±6°C, sendo operado um reator microaerado e outro com aeração intermitente; ambos foram alimentados com efluente de um reator anaeróbio de leito expandido. O sistema com aeração intermitente (&#952h: 6 h) mostrou-se estável, apresentando elevada remoção média de DQO (92%), de P-PO4-3 (90%) e de nitrogênio (sem utilização de fonte externa de carbono; apenas com recirculação adequada do lodo). Para &#952h médio de 8 h, nos ensaios com ciclos alternados de 2 h, com aeração e 4 h, sem aeração, foi obtida remoção máxima de P-PO4-3, de 95% para as amostras brutas e 97% para as amostras filtradas, com remoção média de 84%, e 88%, respectivamente. Considerando apenas os valores médios, registrou-se ligeira queda de remoção de P-PO4-3, e de DQO em relação ao período com &#952h médio de 6 h. Os resultados com aeração intermitente foram sensivelmente melhores em relação aos obtidos com microaeração. / The aim of this research the performance evaluation of a pilot system for post treatment of anaerobic reactors. Microaeration and intermittent aeration reactors, followed by dissolved air flotation (DAF) were examined. It was assessed the conditions to obtain nitrification, denitrification and phosphorus removal, in reactor operated with low concentration of OD and in a reactor operated were alternated aerobic and anaerobic phases were used. The research was developed in two different stages. The first one, constituted of preliminary test, using installation in laboratory scale, fed with effiuent of compartment anaerobic reactor. This system was composed of aeration system with four reactors in parallel, with 11,5 L each, operating in continuous flow, with concentrations of DO between 0.2 to 0.9 mg/L, in controlled temperature of 30±2 ºC. The reactors were also operated with intermittent aeration. In the second stage, an installation with 100L was used for aerobic treatment, followed by DAF, in room temperature of 25±6°C. One reactor was operated under microaeration and another with intermittent aeration. Both were fed with effiuent of an expanded bed anaerobic reactor. The system with intermittent aeration (&#952h: 6 h) shown stable, presenting high COD removal of (92%) and phosphorus removal (90%), without use of external carbon source; just with adapted recirculation of the sludge. For an average hydraulic retention time of 8 h, in the test with alternate cycles of 2 h with aeration and 4 h without aeration, it was obtained a maximum removal of P-PO4-3 equal 95% for the raw samples and 97% for the filtered samples, with average removal of 84%, and 88%, respectively. The results with intermittent aeration were significantely better in relation to the obtained with microaeration.