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Previous issue date: 2013-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Over the last decades, it has been found high levels of water contamination with substances derived from agricultural areas. In this context, we highlight the organophosphate insecticides, which offer high risk to public drinking, watering livestock and preservation of aquatic flora and fauna. Chlorpyrifos, included in this class, is a widely used insecticide in the world and is among the most used in Brazil. Given the damage caused by these substances when they reach water bodies, plus the difficulty of remediation of these environments, it is essential to know techniques to minimize this process. The constructed wetlands (CWs) are shown as an alternative, and some experiments have demonstrated their ability to remove recalcitrant contaminants such as pesticides. The objective of this research was to evaluate the ability of remediation of water contaminated with the insecticide chlorpyrifos through horizontal subsurface flow constructed wetlands planted with different macrophytes. It was measured the reduction of the chlorpyrifos concentration and the reduction of toxicity over hydraulic retention times of 24, 48, 96, 144 and 192 h. The experiment consisted in four pilot scale CWs: CWC without vegetation; CWT cultivated with Tifton 85 (Cynodon spp.); CWM cultivated with Mentha aquatic and CWE cultivated with dotted knotweed (Polygonum punctatum). The initial concentration of chlorpyrifos applied in all CWs was 1 mg.L-1. Before beginning the treatments, it was applied diluted sewage for biofilm insertion on the systems. For execution of quality ecotoxicological acute tests, it was used the specie Daphnia similis. The analysis of variance showed there was no statistical difference, at the 5% level of probability, in the removal of chlorpyrifos between the studied CWs and over the hydraulic retention times. There was a great efficiency in removing pesticide, with overall average of 98.6%, whereas in the first hydraulic retention time, 24 h, there was removal of chlorpyrifos to below the limit of detection, implying at efficiency greater than 99% for the CWC, CWM, CWE and CWT. This result is mainly attributed to adsorption and microbial degradation. For standard acute toxicity tests with Daphnia similis, in accordance with results from removal efficiency of chlorpyrifos, for most samples there was a reduction in toxicity above 80%. Ecotoxicological tests with effluents of constructed wetland systems studied are a good choice as an indicator of the effectiveness of treatments and a promising alternative to complement the physical and chemical analyzes. / Nas últimas décadas, tem-se constatado alto índice de contaminação dos recursos hídricos com substâncias oriundas de áreas agrícolas. Neste contexto, destacam-se os inseticidas organofosforados, que oferecem elevado risco para abastecimento público, dessedentação de animais e preservação da flora e fauna aquática. O clorpirifós, incluído nesta classe, é um inseticida amplamente utilizado no mundo e está entre os mais utilizados no Brasil. Face aos danos causados por estas substâncias quando alcançam corpos hídricos, somado à dificuldade de remediação destes ambientes, torna-se essencial o conhecimento de técnicas capazes de minimizar tal processo. Os Sistemas Alagados Construídos (SACs) mostram-se como uma alternativa, tendo sido evidenciado em alguns experimentos sua capacidade de remover contaminantes recalcitrantes, como os pesticidas. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a capacidade de remediação de água contaminada com o inseticida clorpirifós, por meio de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial, em que foram cultivados diferentes macrófitas. Mensurou-se a redução da concentração do clorpirifós bem como a redução da toxicidade nos tempos de retenção hidráulica de 24, 48, 96, 144 e 192 h. O experimento foi composto por quatro SACs construídos em escala piloto: SACC sem vegetação; SACT cultivado com capim tifton 85 (Cynodon spp.); SACM cultivado com Mentha aquatica e SACE cultivado com Erva de bicho (Polygonum punctatum). A concentração inicial de clorpirifós aplicada em todos os SACs foi de 1 mg L-1. Antes do início dos tratamentos, aplicou-se esgoto sanitário diluído para inserção do biofilme no sistema. Para realização do teste ecotoxicológico agudo qualitativo, utilizou-se a espécie Daphnia similis. A análise de variância demonstrou que não houve diferença estatística significativa, em nível de 5% de probabilidade, na remoção do clorpirifós entre os SACs estudados e ao longo dos tempos de retenção hidráulica. Observou-se pelas análises cromatográficas alta eficiência na remoção do inseticida, com média geral de 98,6%, sendo que já no primeiro tempo de retenção hidráulica, 24 h, houve remoção do clorpirifós para valores inferiores ao limite detecção do CG, implicando em uma eficiência maior que 99% para os sistemas SACc, SACM, SACE e SACT. Tal resultado é atribuído principalmente aos processos de adsorção e degradação microbiana. Para os ensaios padronizados qualitativos de toxicidade aguda com Daphnia similis, de forma semelhante aos resultados de eficiência de remoção do clorpirifós, observou-se para a maioria das amostras a redução de toxicidade acima de 80%. Constatou-se que os testes ecotoxicológicos com os efluentes dos sistemas alagados construídos estudados são uma boa opção como indicativo da eficiência dos tratamentos e uma promissora alternativa na complementação de análises físicas e químicas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/3640 |
| Date | 15 March 2013 |
| Creators | Souza, Tamara Daiane de |
| Contributors | Mounteer, Ann Honor, Matos, Antonio Teixeira de, Borges, Alisson Carraro, Queiroz, Maria Eliana Lopes Ribeiro de, Siman, Renato Ribeiro |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa, Mestrado em Engenharia Agrícola, UFV, BR, Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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