Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho teve como objetivo analisar a eficiÃncia do uso de um reator anaerÃbio de fluxo ascendente e manta de lodo inoculado com lodo metanogÃnico proveniente de uma indÃstria de cerveja no tratamento de efluente sintÃtico contendo um meio basal constituÃdo de sulfato e posteriormente adicionado dos Ãons metÃlicos zinco (Zn2+), nÃquel (Ni2+) e cobre (Cu2+). O reator foi operado com um tempo de detenÃÃo hidrÃulico (TDH) de 18 horas e vazÃo de 14,9 L/dia, com o etanol como doador de elÃtrons. A carga orgÃnica volumÃtrica (COV) foi de 1,5 kgDQO/m3.d durante todo perÃodo de funcionamento do reator. O experimento em fluxo contÃnuo foi dividido em quatro etapas apÃs a obtenÃÃo de condiÃÃes estÃveis de operaÃÃo. Nas etapas 1 (DQO/SO4 2- = 2,26), 2 (DQO/SO4 2- = 1,13) e 3 (DQO/SO4 2- = 0,57) o afluente foi adicionado de sulfato em diferentes concentraÃÃes, permitindo a anÃlise do comportamento do reator sob diferentes relaÃÃes DQO/SO4 2-. Finalmente, na etapa quatro foram adicionados os Ãons metÃlicos. A etapa 1 (concentraÃÃo de sulfato de 500 mg/L) mostrou eficiÃncias mÃdias de remoÃÃo de DQO e sulfato de 83,61% e 67,00%, respectivamente, alÃm de mostrar que o reator se manteve estÃvel durante este perÃodo. Jà na etapa 2 (concentraÃÃo de sulfato de 1000 mg/L), o reator passou por um perÃodo de instabilidade devido ao choque de carga ocasionado pela nova concentraÃÃo de sulfato, mas ainda apresentou boas eficiÃncias mÃdias de remoÃÃo de DQO (70%) e sulfato (62%). A etapa 3 (concentraÃÃo de sulfato de 2000 mg/L) mostrou que sob relaÃÃes DQO/SO4 2- baixas o rendimento acaba caindo, principalmente devido à falta de doador de elÃtrons para a reduÃÃo de sulfato. As eficiÃncias mÃdias de remoÃÃo de DQO e sulfato foram de 62% e 44%, respectivamente. Na etapa 4, adicionou-se os Ãons metÃlicos inicialmente na concentraÃÃo de 50 mg/L, obtendo-se como eficiÃncias mÃdias de remoÃÃo para o Zn2+, Ni2+ e Cu2+ os seguintes valores, respectivamente: 99,17%, 99,15% e 99,90%. Para a concentraÃÃo afluente dos Ãons metÃlicos de 150 mg/L as eficiÃncias mÃdias de remoÃÃo de nÃquel, zinco e cobre foram de 99,4%, 99,5% e 99,8%, respectivamente. TambÃm foram analisadas amostras de lodo retiradas de diferentes alturas do reator para verificar a distribuiÃÃo dos metais ao longo da extensÃo do reator. Os resultados gerais mostraram boas eficiÃncias de remoÃÃo de DQO e sulfato, alÃm de mostrarem eficiÃncias de remoÃÃo das concentraÃÃes iniciais dos Ãons metÃlicos acima de 99%, mostrando a viabilidade do uso da reduÃÃo biolÃgica de sulfato no tratamento de efluentes contendo altas concentraÃÃes de matÃria orgÃnica, sulfato e metais pesados. / This work had the objective of analyze the efficiency of the use of an anaerobic upflow sludge bed reactor (UASB) inoculated with methanogenic sludge proceeding from a beer industry in a treatment of a synthetic effluent with sulfate and subsequently added with the metal ions zinc (Zn2+), nickel (Ni2+) and cooper (Cu2+). The reactor was operated with a hydraulic retention time (HRT) of 18 hours and a flow of 14,9 L/day with ethanol as electron donor. The organic loading rate (OLR) was 1,5 kgDQO/m3.d during the whole running period of the reactor. The continuous flow experiment was divided into four stages after stable conditions had been achieved. At stages 1 (DQO/SO4 2- = 2,26), 2 (DQO/SO4 2- = 1,13) e 3 (DQO/SO4 2- = 0,57) the influent was added with sulfate at different concentrations allowing the analysis of the reactor behavior under different relations DQO/SO4 2-. Finally, at the stage four the metals ions were added. The stage 1 (sulfate concentration of 500 mg/L) showed average removal efficiencies of COD and sulfate of 83,61% and 67,00%, respectively, in addiction to show that the reactor remained stable during this period. Now, in step 2 (sulfate concentration of 1000 mg/L), the reactor was undergoing a period of instability due to shock load caused by new sulfate concentration, but still showed good average removal efficiencies of COD (70%) and sulfate (62%). Step 3 (sulfate concentration of 2000 mg/L) showed that under low relations DQO/SO4 2- income ends up falling, mainly due to lack of electron donor for sulfate reduction. The average removal efficiencies of COD and sulfate were 62% and 44% respectively. In step 4, was added the metal ions, initially at a concentration of 50 mg/L, there was obtained as average removal efficiencies for Zn2+, Ni2+,and Cu2+ the following values, respectively 99.17% and 99.15% 99.90%. For the influent concentration of metal ions of 150 mg/L the average removal efficiencies of nickel, zinc and copper were 99.4%, 99.5% and 99.8%, respectively. Samples of sludge taken from different heights of the reactor were also analysed to determine the distribution of metals along the length of reactor. The overall results showed good removal efficiencies of COD and sulphate, and show removal efficiencies of initial concentrations of metal ions above 99%, demonstrating the feasibility of using biological reduction of sulfate in the treatment of effluents containing high concentrations of organic matter, sulfate and heavy metals.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Endocrine disruptors chemicals (EDCs), whose presence in sewage is mainly attributed to the natural hormones 17 &#61538;-estradiol (E2) and estrone (E1) and to the synthetic one 17&#61537;-ethinylestradiol (EE2), the main active ingredient of oral contraceptives, can cause a series of disturbances in the reproductive organs of humans and animals, since such compounds are not readily removed by biological processes of conventional treatment, being improperly released into water bodies. However, the above mentioned compounds are found at low concentrations (ng L -1/&#956;g L -1) in aqueous environmental matrices, which make their detection and quantification an analytical challenge. Thus, an analytical methodology using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS) was developed and optimized in order to evaluate the removal efficiency of EDs and the micropollutant cholesterol (CHOL) in wastewater treatment plants (WWTPs) from the Metropolitan Area of Fortaleza, as well as to detect them in surface waters. Acute and chronic ecotoxicity tests with effluents and EDs using the microcrustacean Daphnia magna as bioindicator. Five WWTPs were evaluated, which were divided in four types of technologies, namely: two WWTPs with facultative pond followed by maturation pond (FP+MP1 and FP+MP2), facultative pond (FP), activated sludge followed by chlorination step (AS+Cl) and upflow anaerobic sludge blanket reactor followed by chlorination step (UASB+Cl). The mean concentrations for micropollutants in effluents were: 557.4 ng.L-1 (E1), 144.4 ng.L-1 (E2), 266.4 ng.L-1 (E2-17A), 421.4 ng.L-1 (EE2) and 4691.9 ng.L-1 (CHOL). The maximum values obtained in surface water were: 212.75 ng.L-1 (E1), 256.25 ng.L-1 (E2) and 1175 ng.L-1 (CHOL). The estrogens E2-17A and EE2 were not detected. Regarding the EDs removal, the lowest removal efficiencies were found for low-rate systems (stabilization ponds) with 68.1% (FP+MP1), 79.9% (FP+MP2) and 54.0% (FP). The high-rate systems obtained satisfactory removal efficiency: 93.4% (LA+Cl), 95.4% (UASB+Cl). For CHOL, the best removal was obtained by the WWTP FP+MP2 with 94%, followed by the WWTPs AS+Cl (88%) and UASB+Cl (82%). No toxicity was detected in the effluent from the WWTP FP+MP2, however, in the effluents from FP+MP1 and FP, maximum EC50-48h was 61% and 57%, respectively. The toxicity level in the effluents from WWTPs UASB and AS was higher than that obtained in the influents. Probably, the toxicity increase was due to the presence of residual chlorine in the effluent since it was collected after the chlorination step. Concerning the chronic toxicity, significant effect in terms of reproduction (p <0.05) was detected only in the effluent from the WWTP FP+MP2 with NOEC (no observed effect concentration) of 20% and OEC (observed effect concentration) of 30%. In the effluents from the WWTPs AS+Cl and UASB+Cl, the OEC value for survival evaluation was 5%, evidencing the high toxicity. In the assay with a multielement estrogens solution, the survival chronic effect was not observed. However, there was a chronic effect in terms of sex change, showing values of NOEC and OEC of 2 and 4 &#956;g.L-1, respectively. In terms of reproduction, NOEC was 4 &#956;g.L-1 and CEO of 1 &#956;g.L-1. Based on these results, it can be concluded that there is a need for optimization of WWTPs operational parameters in order to improve micropollutants removal efficiency. / Os desreguladores endÃcrinos (DEs), cuja presenÃa em esgotos sanitÃrios deve-se principalmente aos hormÃnios naturais 17 &#946;-estradiol (E2) e estrona (E1) e ao sintÃtico 17&#945;-etinilestradiol (EE2), principal substÃncia ativa do contraceptivo oral, podem causar uma sÃrie de distÃrbios nos ÃrgÃos reprodutores dos seres humanos e animais, haja vista que tais compostos nÃo sÃo prontamente removidos por processos biolÃgicos de tratamento convencionais, sendo lanÃados de forma inadequada em corpos dâÃgua. No entanto, os compostos supramencionados se encontram em baixas concentraÃÃes (ng.L-1/&#956;g.L -1) em matrizes ambientais aquosas, tornando sua detecÃÃo e quantificaÃÃo um desafio analÃtico. Deste modo, buscou-se desenvolver e otimizar uma metodologia analÃtica utilizando a tÃcnica de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG/MS) com o objetivo de avaliar a eficiÃncia de remoÃÃo dos DEs e do micropoluente colesterol (CHOL) em EstaÃÃes de Tratamento de Esgotos (ETEs) da RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, assim como detectÃ-los em Ãguas superficiais. Foram realizados ensaios de ecotoxicidade aguda e crÃnica com os efluentes e DEs, utilizando o microcrustÃceo Daphnia magna como bioindicador. Foram avaliadas cinco ETEs, sendo quatro tipos de tecnologias, a saber: duas ETEs com lagoa facultativa seguida de lagoa de maturaÃÃo (LF+LM1 e LF+LM2), lagoa facultativa (LF), lodos ativados seguido da etapa de cloraÃÃo (LA+Cl) e reator de manta de lodo e fluxo ascendente seguido da etapa de cloraÃÃo (UASB+Cl). As concentraÃÃes mÃdias para os micropoluentes nos efluentes foram: 557,4 ng.L-1 (E1); 144,4 ng.L-1 (E2); 266,4 ng.L-1 (E2-17A); 421,4 ng.L-1 (EE2) e 4691,9 ng.L-1 (CHOL). Os valores mÃximos obtidos nas Ãguas superficiais foram de: 212,75 ng.L-1 (E1); 256,25 ng.L-1 (E2) e 1175 ng.L-1 (CHOL). Os estrogÃnios E2-17A e EE2 nÃo foram detectados. Com relaÃÃo à remoÃÃo dos DEs, as menores eficiÃncias de remoÃÃo foram encontradas para os sistemas de baixa taxa (lagoas de estabilizaÃÃo) com 68,1% (LF+LM1); 79,9% (LF+LM2) e 54,0% (LF). Os sistemas de alta taxa obtiveram eficiÃncias de remoÃÃo satisfatÃrias: 93,4% (LA+Cl); 95,4% (UASB+Cl). Para o CHOL o melhor Ãndice de remoÃÃo foi obtido na ETE LF+LM2 com 94%, seguida das ETEs LA+Cl (88%) e UASB+Cl (82%). Com relaÃÃo à avaliaÃÃo ecotoxicolÃgica aguda, nÃo foi detectada toxicidade no efluente proveniente da ETE LF+LM2, entretanto, nos efluentes da LF+LM1 e LF, a CE50-48h mÃxima foi de 61% e 57%, respectivamente. O nÃvel de toxicidade nos efluentes das ETE LA+Cl e UASB+Cl foi maior que o obtido nos afluentes. Provavelmente, o aumento de toxicidade deve-se à presenÃa de cloro residual no efluente, uma vez que este era coletado apÃs a etapa de cloraÃÃo. Tratando-se de toxicidade crÃnica, foi detectado efeito significativo em termos de reproduÃÃo (p < 0,05) apenas no efluente proveniente da ETE LF+LM2 com CENO (concentraÃÃo de efeito nÃo observado) de 20% e CEO (concentraÃÃo de efeito observado) de 30%. Nos efluentes provenientes das ETE LA+Cl e UASB+Cl, o valor de CEO para a avaliaÃÃo de sobrevivÃncia foi de 5%, evidenciando a elevada toxicidade. No ensaio realizado com a soluÃÃo multielementar de estrogÃnios, o efeito crÃnico de sobrevivÃncia nÃo foi observado, no entanto foi observado um efeito crÃnico em termos de mudanÃa de sexo, apresentando valores de CENO e CEO de 2 e 4 &#956;g.L-1, respectivamente. Em termos de reproduÃÃo, o CENO foi de 4 &#956;g.L-1 e o CEO de 1 &#956;g.L-1. Diante dos resultados obtidos, pode-se concluir que existe uma necessidade de otimizaÃÃo dos parÃmetros operacionais das ETEs com o objetivo de melhorar a eficiÃncia de remoÃÃo de micropoluentes.

Orientadora: Ivonete Oliveira Barcellos. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Orientador: Jürgen Andreaus. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

Orientador: José Alexandre Borges Valle. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

A contaminação das águas naturais representa um dos principais riscos à saúde pública, sendo conhecida a estreita relação entre a qualidade da água e inúmeras enfermidades. Enterococcus são habitantes da microbiota intestinal humana, podendo ser encontrados em praticamente todos os animais e ambientes. A importância crescente dos enterococos como patógenos oportunistas e a emergência e disseminação de cepas multiresistentes contribuiu para um maior interesse na epidemiologia desses micro-organismos. Os objetivos desse trabalho são caracterizar fenotipicamente e determinar o perfil de susceptibilidade a antimicrobianos de Enterococcus isolados das águas do arroio Dilúvio, em Porto Alegre. Foram coletadas amostras de água em cinco diferentes pontos do arroio, em quatro períodos do ano. Dos 348 isolados, 62,07% foram identificados como E. faecium, 13,50% como E. faecalis, 12,07% como E. casseliflavus e 12,36% como Enterococcus sp. Noventa e quatro por cento dos isolados demontraram resistência a pelo menos uma classe de antimicrobianos e 44,25% a duas classes. E. faecium foi a espécie com maior frequência de cepas resistentes (74,07%) a pelo menos duas classes de antimicrobianos, seguida de E. casseliflavus (66,67%) e E. faecalis (36,17%). No ponto 1, que corresponde a nascente do arroio, foi observado a menor incidência de cepas de Enterococcus e de cepas resistentes, quando comparados com os demais pontos de coleta. Os resultados demonstram a presença de cepas de Enterococcus resistentes isoladas em todos os pontos do arroio Dilúvio. Estes resultados mostram a necessidade de medidas sanitárias urgentes que busquem a melhoria da qualidade de suas águas a fim de evitar a contaminação e a disseminação de micro-organismos resistentes à antimicrobianos. / The contamination of natural resources of water is a major risk to public health, due to the tight relation between water quality and countless diseases. Enterococcus is ainhabit of human intestinal microbiota, and can be isolated from animals and environments. The increasing importance of enterococci as opportunistic pathogens, as well as the emergence and dissemination of multiresistant strains, contribute for a greater interest in epidemiology study of these microorganisms. The aim of this study was to characterize phenotypic and to determine the antimicrobial susceptibility of Enterococcus isolated from Dilúvio stream, in Porto Alegre. Water samples were collected in five different locations of the stream, throughout four periods of the year. Among the 348 isolates obtained 62.07% were identified as E. faecium, 13.50% as E. faecalis, 12.07% as E. casseliflavus, and 12.36% as Enterococcus sp. Ninty-four percent of the isolates were resistant to at least one antimicrobial class, and 44.25% to two classes. E. faecium was the most frequently species resistant to at least two antimicrobial classes (74,07%), followed by E. casseliflavus (66.67%) and E. faecalis (36.17%). In all locations was isolated Enterococcus resistant the results indicate the urgent sanity initiative, in order to improve the water quality of Dilúvio’s to avoid the contamination and of antimicrobial-resistant microorganisms.

Orientador: Marney Pascoli Cereda / Resumo: As fecularias são indústrias que processam mandioca para obtenção de amido. São inúmeras as unidades reunidas, principalmente, na região oeste do Estado do Paraná, gerando uma grande quantidade de águas residuárias poluentes. A solução usual é o tratamento em lagoas de estabilização o que, porém, apresenta problemas como emissão de gases poluentes e ocupação de grandes áreas. Os resultados obtidos neste trabalho referem-se ao tratamento de águas residuárias do processamento de uma indústria de fécula de mandioca, através de um sistema contínuo de biodigestão anaeróbia, com separação de fases, em escala piloto. Os biodigestores com separação de fases comprendem um reator acidogênico, cuja função é transformar o substrato bruto em ácidos orgânicos e um reator metanogênico que transforma estes ácidos em biogás e materiais orgânicos estabilizados. A separação de fases aumenta a estabilidade e a capacidade de trabalhar com materiais altamente solúveis, como os resíduos das indústrias de amido. A pesquisa foi conduzida junto a empresa M.C.R. Alimentos Ltda, uma fecularia com capacidade de processar 250 toneladas de mandioca por dia, localizada no município de Mercedes, região Oeste do Estado do Paraná. Está situada no paralelo 24°09'18'' de Latitude Sul e meridiano 54°09'26'' de Longitude... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: It was used a pilot scale two-stage anaerobic reactor to study the biological treatment of cassava wastewater. The research was carried at a Cassava processing factory, with a capacity of 250 metric tons day-1. It is located in West Paraná, South of Brazil, near the border of the Paraná River, at the parallel 24°09'18'' South latitude and meridian 54°09'26'' West longitude of Grw. The system consisted of two settling tanks with 500 L each, connected in series, followed by a two-stage anaerobic biodigester. The acidogenic reactor had a capacity of 1,000 L and the metanogenic had a capacity of 3,000 L. The experiment was conducted at ambient temperature, without nutrients and pH correction. The best result were obtained at a flow rate of 901 L d-1, with a TOC (total organic carbon) loading rate of 0.565 g L-1 d-1 (around a COD (chemical oxigen demand) of 2.49 g L-1 d-1) and a hidraulic residence time of 4.4 days. At this loading rate, the system achieved the following removal efficiencies: 77% of TOC and COD removal; 66% of Total Solids removal; 78% of Volatile Solids removal; 98% of Total Cyanide...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente (Especialização em Gestão). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado na EFACEC Ambiente, S. A. e orientado pelo Eng.ª Amélia Fonseca / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009