Ammonia emissions from pig and cattle slurry in the field and utilization of slurry nitrogen in crop production

Volatilization of ammonia (NH3) from animal manure is a major pathway for nitrogen (N) losses that cause eutrophication, acidification, and other environmental hazards. In this study, the effect of alternative techniques of manure treatment (aeration, separation, addition of peat) and application (broadcast spreading, band spreading, injection, incorporation by harrowing) on ammonia emissions in the field and on nitrogen uptake by ley or cereals was studied. The effect of a mixture of slurry and peat on soil properties was also investigated. The aim of this study was to find ways to improve the utilization of manure nitrogen and reduce its release to the environment. Injection into the soil or incorporation by harrowing clearly reduced ammonia volatilization from slurry more than did the surface application onto a smaller area by band spreading or reduction of the dry matter of slurry by aeration or separation. Surface application showed low ammonia volatilization, when pig slurry was applied to tilled bare clay soil or to spring wheat stands in early growth stages. Apparently, the properties of both slurry and soil enabled the rapid infiltration and absorption of slurry and its ammoniacal nitrogen by the soil. On ley, however, surface-applied cattle slurry lost about half of its ammoniacal nitrogen. The volatilization of ammonia from surface-applied peat manure was slow, but proceeded over a long period of time. After rain or irrigation, the peat manure layer on the soil surface retarded evaporation. Incorporation was less important for the fertilizer effect of peat manure than for pig slurry, but both manures were more effective when incorporated. Peat manure applications increase soil organic matter content and aggregate stability. Stubble mulch tillage hastens the effect in surface soil compared with ploughing. The apparent recovery of ammoniacal manure nitrogen in crop yield was higher with injection and incorporation than with surface applications. This was the case for leys as well as for spring cereals, even though ammonia losses from manures applied to cereals were relatively low with surface applications as well. The ammoniacal nitrogen of surface-applied slurry was obviously adsorbed by the very surface soil and remained mostly unavailable to plant roots in the dry soil. Supplementing manures with inorganic fertilizer nitrogen, which adds plant-available nitrogen to the soil at the start of growth, increased the overall recovery of applied nitrogen in crop yields.

Solubilization of CaHPO4 and AlPO4 by Aspergillus niger in culture media with different carbon and nitrogen sources

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da contaminação e da toxicidade do solo do Aterro Metropolitano de Gramacho, Duque de Caxias RJ.

O Aterro Metropolitano de Gramacho, considerado o maior da América Latina, teve encerradas as suas atividades de disposição de resíduos em meados de 2012. A disposição de resíduos no local foi realizada diretamente sobre o solo de fundação desde o início de sua operação (1978). Considerando-se que os contaminantes presentes no lixiviado podem migrar por difusão através da argila organo-salina do aterro e atingir o entorno, foi feita uma investigação da contaminação do solo no perímetro do aterro. Essa investigação foi realizada no líquido intersticial do solo e foi pautada em dois tipos de contaminantes: nitrogênio amoniacal e compostos orgânicos, medidos pelo parâmetro carbono orgânico total (COT). Além disso, foram também realizados ensaios de toxicidade aguda com a espécie Vibrio fischeri para avaliar a toxicidade no solo. Ensaios de sorção e difusão foram executados a fim de melhor compreender o comportamento dos contaminantes investigados. Os resultados apontaram baixos valores de nitrogênio amoniacal e de COT no solo. Os valores de nitrogênio amoniacal são considerados baixos, pois mesmo em amostras de solo da barreira lateral, que é situada próxima à antiga vala de drenagem de lixiviado, estes são menores que 1% do encontrado no lixiviado, indicando a adsorção do solo. Os ensaios de toxicidade aguda apontaram o efeito Hormesis nas amostras de líquido intersticial, indicando a possibilidade de presença de toxicidade crônica.

Ecossistema Engenheirado no tratamento descentralizado de águas residuárias de pequenos geradores: A Engenharia Ecológica na Ilha Grande, RJ.

Em várias regiões do mundo, assim como no Brasil, um alto percentual da população e até comunidades inteiras não têm acesso a um sistema de tratamento de esgoto centralizado, sendo comum o uso das fossas sépticas e/ou sumidouros e, em muitos casos, os esgotos são lançados in natura diretamente nos corpos hídricos. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de baixo custo de implantação e operação com vistas à minimização dos impactos ambientais e em atendimento a pequenas comunidades isoladas e de interesse social, o presente projeto desenvolveu com base em sistemas apresentados na literatura, um ecossistema engenheirado compacto para o tratamento de esgoto domiciliar de pequenos geradores. O sistema é composto por tratamento preliminar (caixa controladora de vazão e caixa de gordura), primário (fossa séptica), secundário (filtro aerado submerso e decantador secundário) e um conjunto de tanques vegetados por macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) intercalados por um tanque de algas para remoção da carga poluidora remanescente e nutrientes. O sistema foi instalado no CEADS/UERJ na Vila de Dois Rios, Ilha Grande, litoral Sul do Rio de Janeiro, operado e monitorado desde Abril de 2009, sendo que o presente estudo referese aos primeiros 200 dias de monitoramento. A remoção da carga poluidora foi monitorada na vazão de 200 L/h, posteriormente corrigida para 52 L/h, almejando alcançar os padrões de lançamento da Resolução CONAMA 357 e a NBR 13969 da ABNT, para os parâmetros de OD, pH, Temperatura, Nitrato, N amoniacal, DBO5, DQO, SSD, Cloreto e, Óleos e Graxas e outros parâmetros não incluídos na Resolução (Cond. Elétrica, COT, Alcalinidade, Dureza, Nitrito, Fósforo total e demais Sólidos (ST, SST, SSV, SSF e SDT ). Os resultados obtidos indicam que o sistema foi mais eficiente quando operado na vazão de 52 L/h, quando apresentou as seguintes taxas de remoção: 96 % (Nitrito); 71 % (Nitrato); 47 % (N amoniacal); 96,7 % (DQO); 95,7 % (DBO5); 10 % (Fósforo total). O sistema apresentou uma evolução ao longo do tempo de operação e após a redução na vazão, garantiu o enquadramento de 12 dos 14 parâmetros analisados (exceto N amoniacal e Fósforo total), nos padrões de lançamento contemplados pela Legislação Federal, CONAMA 357 e Legislação Estadual do RJ, SP, MG e GO. Para aumento da eficiência de tratamento, recomenda-se redimensionamento do filtro aerado submerso-decantador e tanques vegetados, com base nas recomendações do PROSAB 2.

Observation on some of the environmental parameters and feed quality of selected golda (Macrobrachium rosenbergii) farms in Bangladesh

A study was conducted to ascertain the existing farm water, effluent and feed quality of selected giant freshwater prawn farms from major prawn farming areas (Bagerhat Sadar, Noakhali Sadar and Mymensingh) of Bangladesh during July to November 2005. Water quality parameters such as the mean values of dissolved oxygen, alkalinity, nitrite-nitrogen, phosphate-phosphorus and ammoniacal nitrogen did not show any significantly differences among the farming areas. Whereas significant differences (p < 0.05) were observed in the mean values of temperature, secchi disc visibility, pH and chlorophyll a. However, all the water quality parameters in the farming areas were within the suitable range for prawn culture. There was no significant variation in nutrients concentration of discharged effluent among the prawn farming areas. All of the nutrients measured in effluent water were within the acceptable range and did not seem to pose a direct threat to the recipient environment. The analysed crude protein contents of commercial CP, Quality and Saudi-Bangla prawn feeds were 31.84%, 27.21% and 28.97%, respectively, whereas all analysed farm made feeds were less than 25%. The other nutrients of prawn feeds varied largely with the source of feeds and ingredients used to prepare feed. The annual yield of prawn varied from 320.4 to 512.6 kg/ha (mean 412.3 kg/ha) depending on the management system.

Purification capacity of a highly loaded laboratory scale tidal flow reed bed system with effluent recirculation

The purification capacity of a laboratory scale tidal flow reed bed system with final effluent recirculation at a ratio of 1:1 was investigated in this study. In particular, this four-stage reed bed system was highly loaded with strong agricultural wastewater. Under the hydraulic and organic loading rates as high as 0.43 m3/m2d and 1055 gCOD/m2d, respectively, the average removal efficiencies of COD, BOD5, SS, NH4-N and P were 77%, 78%, 66%, 62% and 38%. Even with the high loading rates, approximately 30% of NH4-N was converted into NO2-N and NO3-N from the mid-stage of the system where nitrification took place. The results suggest that the multi-stage reed bed system could be employed to treat strong wastewater under high loading, especially for the substantive mass removal of solids, organic matter and ammoniacal-nitrogen. Tidal flow combined with effluent recirculation is a favourable operation strategy to achieve this objective.

Diagnóstico ambiental de uma queijaria e proposta de melhorias

O presente trabalho tem como objectivo o diagnóstico ambiental da empresa Lacticinios do Paiva, S.A, a avaliação da água do processo e da ETARI e o estudo da fermentação do soro de queijo com o intuito de produção de bioetanol. No diagnóstico ambiental da empresa, observou-se que 18.227.731 litros de leite usados anualmente geram 5.031 ton/ano de queijo, 7.204 ton/ano de soro de queijo, 74.201 m3/ano de efluente liquido, 14 ton/ano de plástico e 20 ton/ano de cartão. Os principais problemas com necessidade de optimização são a recuperação de água das lavagens, avaliação da produção de biogás no digestor anaeróbio, recuperação do volume de leite que é desperdiçado na produção de queijo fresco de longa duração, avaliação da eficiência energética da empresa, valorização das natas e do soro de queijo. Decidiu-se neste trabalho avaliar a possibilidade de reciclagem das águas de lavagem, avaliar o funcionamento da ETARI face à legislação existente e estudar a possibilidade de valorização do soro de queijo. Na avaliação das águas de processo das lavagens para posterior reciclagem, verifica-se que relativamente ao pH e aos sólidos suspensos não existe problema, podendo encarar-se a hipótese de reciclagem directa. No entanto, no que respeita à carga orgânica das águas de lavagem do sistema de ultrafiltração do queijo fresco de longa duração, constata-se que esta não poderia ser utilizada novamente, uma vez que apresenta valores elevados de CQO. Para a sua reutilização, será necessário remover a CQO, hipótese que se estudou com resultados positivos. Verificou-se que, um tratamento por adsorção em carvão activado precedido de microfiltração, reduz a CQO de forma significativa permitindo admitir a hipótese de reciclagem da água, nomeadamente para as 1ª e 3ª águas de lavagem. As outras águas teriam necessidade de mais tempo de contacto com o carvão activado. No sentido de avaliar o funcionamento da ETARI, foram analisadas várias correntes da mesma, em particular a do efluente final, no que respeita a parâmetros como: pH, Sólidos Suspensos Totais, Carência Química de Oxigénio, Carência Bioquímica de Oxigénio, Turvação, Nitratos, Fósforo Total, Azoto Kjeldalh, Azoto Amoniacal e Cloretos. Observou-se que os valores para o efluente final da ETARI são os seguintes: pH compreendido entre [7,21 – 8,69], SST entre [65,3 – 3110] mg/L, CQO entre [92,5 – 711,5] mg/L, CBO5 entre [58 – 161] mg/L, NO3- entre [10,8 – 106,7] mg/L, fósforo total entre [8,3 – 64,3] mg/L, turvação entre [67,7 – 733,3] FTU e cloretos entre [459,9 – 619,81] mg/L; pode-se dizer que os parâmetros analisados se encontram quase sempre dentro da gama de valores impostos pela Câmara Municipal de Lamego pelo que o efluente pode ser lançado no Colector Municipal de Cambres. Relativamente à fermentação alcoólica do soro de queijo, verifica-se que a levedura Kluyveromyces Marxianus consegue degradar praticamente todo o açúcar presente no permeado produzindo assim uma quantidade razoável de etanol. Quando se utilizou a levedura Saccharomyces Cerevisiae, a produção de etanol foi muito reduzida, como esperado, dado que esta levedura apresenta dificuldades na metabolização da lactose. Constatou-se assim que a melhor levedura para a fermentação do permeado do soro de queijo é a Kluyveromyces Marxianus, estimando-se em 150 mg a produção de etanol por L de soro.

Multivariate relationships between groundwater chemistry and toxicity in an urban aquifer

Multivariate statistical methods were used to investigate file Causes of toxicity and controls on groundwater chemistry from 274 boreholes in an Urban area (London) of the United Kingdom. The groundwater was alkaline to neutral, and chemistry was dominated by calcium, sodium, and Sulfate. Contaminants included fuels, solvents, and organic compounds derived from landfill material. The presence of organic material in the aquifer caused decreases in dissolved oxygen, sulfate and nitrate concentrations. and increases in ferrous iron and ammoniacal nitrogen concentrations. Pearson correlations between toxicity results and the concentration of individual analytes indicated that concentrations of ammoinacal nitrogen, dissolved oxygen, ferrous iron, and hydrocarbons were important where present. However, principal component and regression analysis suggested no significant correlation between toxicity and chemistry over the whole area. Multidimensional Scaling was used to investigate differences in sites caused by historical use, landfill gas status, or position within the sample area. Significant differences were observed between sites with different historical land use and those with different gas status. Examination of the principal component matrix revealed that these differences are related to changes in the importance of reduced chemical species.

Effect of monensin on performance in growing ruminants reared under different environmental temperatures

To evaluate the effect of monensin on the performance of growing cattle under different environmental temperatures, 24 male calves (81.9 +/- 7.7 kg mean weight and 100 days old) were distributed in a 2 x 2 factorial arrangement, contrasting 0 or 85 mg monensin/animal per day at 24.3 or 33.2 degrees C (environmental temperatures). Monensin supplementation increased weight gain (P=0.036), improved feed efficiency (P=0.040), increased ruminal concentrations of volatile fatty acids (VFA; P=0.003) and decreased the molar proportion of butyrate (P=0.034); all effects irrespective of environmental temperatures. A temperature-dependent monensin effect was detected on nitrogen retention (P=0.018) and N retained:N absorbed ratio (P=0.012). Animals fed monensin retained higher N amounts than those of the non-supplemented ones when the environmental temperature was 33.2 degrees C. Environmental temperature and monensin supplementation showed an interaction effect on urine N concentration (P=0.003). Temperature did not affect N excretion in monensin-fed animals, but increased N excretion in the non-supplemented ones. Monensin increased the crude protein (CP) digestibility (P=0.094) for

Avaliação do processo de compostagem de resíduos sólidos urbanos

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e a escassez de áreas para uma destinação final tecnicamente adequada, via implantação de aterros sanitários, faz com que tome importância a técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos através das compostagem/vermicompostagem. Nesta pesquisa, foi realizada a avaliação destes processos, tendo sido observadas principalmente a influência da aeração e da umidade no desempenho destas técnicas de tratamento, em leiras de pequenos e grandes volumes. Nos experimentos, com leiras de pequenos volumes, realizados no IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) da UFRGS, utilizou-se resíduos sólidos de poda (resíduos verdes, com alta concentração de carbono) codispostos (misturados em peso) com resíduos vegetais da CEASA (Companhia Estadual de Abastecimento Sociedade Anônima) e lodos provenientes de estações de tratamento de esgotos sanitários. Nos experimentos, com leiras de grandes volumes, realizados na UTC – Unidade de Triagem e Compostagem de Porto Alegre, utilizou-se resíduos orgânicos domiciliares codispostos com os mesmos resíduos utilizados nos primeiros experimentos. Paralelamente aos experimentos de compostagem, avaliou-se os lixiviados produzidos nos sistemas. Na compostagem de grandes volumes, também foi observado o desempenho de banhados construídos de fluxo subsuperficial para o tratamento desses efluentes líquidos. com teores de resíduos verdes menores que 35 %, o que se justifica pela maior concentração de resíduos de característica facilmente biodegradável e de maior palatabilidade para os vermes. Em todos os experimentos de compostagem, verificou-se que o controle efetivo do processo pode ser realizado através da avaliação sistemática das temperatura e umidade das leiras. Evidenciou-se também que para regiões de clima similar ao de Porto Alegre, com elevadas precipitações principalmente no inverno, é necessário adotar dimensões adequadas ao sistema de compostagem “windrow” para áreas descobertas. Comprovou-se também a necessidade de manutenção da umidade na faixa entre 50% e 70 %, inclusive com reposição desta, mesmo na situação de inverno. A avaliação dos lixiviados da compostagem demonstrou que, com os substratos utilizados nos experimentos, as concentrações de DBO5, DQO e de outras variáveis são elevadas ao início do processo de decomposição, devido à solubilização dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes na matéria orgânica. Os lixiviados da compostagem possuem baixas concentrações de condutividade, DBO5, NH4 +, entre outros, quando comparados aos lixiviados de aterros sanitários. tratamento destes efluentes. Os resultados obtidos nos banhados construídos para baixas cargas hidráulicas (1cm/d) e concentrações de DBO5 do afluente abaixo de 150 mg/L apontaram uma eficiência média de remoção de 52,02%. No que se refere a nitrogênio (todas as formas), fósforo, metais, potencial redox e sólidos totais, as eficiências foram variáveis, com melhores resultados para nitrogênio amoniacal e fósforo. A compostagem pode ser considerada uma alternativa viável de tratamento de resíduos orgânicos, utilizando-se o processo “windrow” com revolvimento mecânico, mesmo em pátios descobertos em climas subtropicais. Neste caso, sugere-se que os lixiviados gerados nos primeiros dias de compostagem (30 dias aproximandamente) sejam recirculados e o excedente tratado em ETE. Pode-se, também, utilizar o sistema de banhados construídos como complementação, principalmente para a remoção de nitrogênio e fósforo.

Ecologia do fitoplâncton impactado por cultivo de tilápia do Nilo, oreochromis niloticus, em tanques-rede no açude Ministro João Alves, Parelhas, Rio Grande do Norte

The dams are limnic ecosystems of great importance for its multiple uses, among them, water supply for the public and to culture of artisanal fish are most relevant. The aim of the present study is to evaluate the physical-chemical characteristics and the phytoplankton community in two chosen sites (Point 1 littoral zone of point source; Point 2 pelagic zone of non-point source) of the Minister João Alves dam, which is also known as Boqueirão de Parelhas/RN. This represents the spatial distribution of the phytoplankton species in order to understand any possible alterations of the water quality and the phytoplankton composition in relation to the water quality originating from the impact of the tilapia, Oreochromis niloticus, culture. The study period also encompasses temporal variations exhibited in two seasons of an annual cycle, one during the dry season (Oct, Nov and Dec of 2008 and Jan of 2009), and the other rainy season (Mar, Apr, May and June of 2008) to extend the observation. The physicalchemical parameters, such as pH, temperature, electrical conductivity, concentration of dissolved oxygen were measured in situ and the values of the inorganic nutrients (nitrate, ammonium and orto-phosfato) and chlorophyll in the laboratory. The quali-quantitative analyses of the phytoplankton had been carried through sedimentation technique and the enumeration of the random of 400 cells, colonies and filaments counted using Sedgwick-Rafter counting chamber. The results of pH varied widely from the acidic to alkaline range with the minimum of 5.8 (± 0.8) and the maximum of 9.2 (± 0.7-0.8), at point 1 and 2. The dissolved oxygen content was higher in the rainy period than that in the dry period. The maximum electrical conductivity was of 1409 μScm-1 in point 1 and 431 minim of μScm-1, in point 2. There was a considerable alteration in the levels of inorganic nutrients such as nitrate-nitrogen, ammoniacal nitrogen and orthophosphate during the two cycles of study period. Phytoplankton assemblages presented a picture of alternate dominance among species Cyanobacteria, Bacillariophyceae and Chlorophyceae. The trophic state index diagnosed to the category of mesotrophic, which is based on the values of chlorophyll, total phosphorus and Secchi-disc measurements. The wind driven turbulence of the water column and the fresh inflow of water (flushing and dilution) during rainy season acted as constraint and did-not allow an exaggerated growth of the species of cyanobacteria. On the basis of the present we conclude that the culture of tilapias in cage-culture fails to produce pollution load that could compromise the quality of the water of the dam, probably be due to small dimension of the culture in relation to the size, volume of the water and the reservoir capacity support its own environment

Estudo comparativo da variação temporal da comunidade fitoplanctônica do açude Cruzeta inserido no bioma caatinga, Rio Grande do Norte

The Cruzeta impoundment, situated in the city of Cruzeta, hinterland of the state of the Rio Grande do Norte state has significant importance to the municipality as it represents the only source of supplying water to the region. It was hypothesized that the regional consequence of the global warming and the warming of surface water could substantially contribute the significant growth of the aquatic macrophytes in the years 2008-2009. The growth of these vegetation believed to be improved the degree of water transparency and as a consequence of the improved growth of phytoplankton species and chlorophyll biomass. At the same time the aquatic macrophyte could interact and compete potentially for the dissolved inorganic nutrients resources and the phytoplankton community. This study presents a comparison of years 2004-2005 when it did not have the expressive presence of the aquatic macrophyte community or restricted to the littoral region. In contrast, the years 2008-2009 showed a significant growth of the aquatic macrophyte in the Cruzeta/RN impoundments. The present study is an attempt to elucidate the significant presence of the aquatic macrophyte, Eichhornia crassipes, Ceratophyllum submersum, Nymphea sp and Pistia sp, and its interference on the ecology of phytoplankton. The samplings had been carried out from September of 2008 to April of 2009 and consistently between 10:00 h and 12:00 h with the aid of Van Dorn bottle and the plankton net of mesh size 20 Qm. The collections were made in three depths ie., surface, mid-column and bottom. The Physical-Chemical parameters such as pH, temperature, electrical conductivity and dissolved oxygen had been analyzed in situ. The samples for analysis of nutrients and chlorophyll were kept under refrigeration for posterior analysis in the laboratory. Phytoplankton samples were preserved in Lugol-iodine and kept for sedimentation for quali-quantitative analysis of phytoplankton. Enumeration of cells, colonies and filaments was done with the aid of Sedgwick-Rafter counting chamber and expressed as numbers/ml. Chlorophyll a was analyzed as a functional component of phytoplankton biomass and extracted with cold 90% acetone. The results indicate that the chlorophyll concentration varied between 5,65-8,08 Qg.L-1 for the dry period and 5,09-6,23 Qg.L-1 for the rainy period and showed considerable reduction when compared to the values to the 2004-2005 study period. The temperature was always presented higher in relation to the 2004-2005 study. Phytoplankton species showed a relative abundance of the Cyanophyceae for both the period of dry and rainy. The predominance species are filamentous Leptolymbya geophila Borzi (Planctolyngbya sp), Anabaena plankctônica Brunnthaler, Oscillatória limosa Ag. and Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz). The concentration of the nutrients such as nitrate and orto-phosfato had always presented higher values during the rainy period and the ammoniacal nitrogen retained moderate values in the dry period and a slight increase in rainy season. The main conclusions are the reduction of the concentration of chlorophyll, diversity of phytoplankton, and the increase in temperature and transparency of the water during the period of the study

Digestion of feed fractions and intake of heifers fed hydrolyzed sugarcane stored for different periods

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)