Rapid determination of 12 antibiotics and caffeine in sewage and bioreactor effluent by online column-switching liquid chromatography/tandem mass spectrometry

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

Characterization and evaluation of the impact of feed management on the effluents of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) culture

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

Anaerobic biodigestion of pigs feces in the initial, growing and finishing stages fed with diets formulated with corn or sorghum

Objetivou-se avaliar a produção e a qualidade do biogás e do biofertilizante obtidos em biodigestores abastecidos com dejetos de suínos, nas fases inicial, crescimento e terminação, alimentados com dietas formuladas à base de milho ou sorgo. Foram utilizados 20 biodigestores de bancada, com tempo de retenção hidráulica de 30 dias, e cargas diárias que continham 4,0 a 6,0% de sólidos totais (ST) e 3,6 a 5,2% de sólidos voláteis (SV). Nos efluentes dos biodigestores, foram verificados teores médios de ST variando de 1,6 a 2,0% e de SV entre 1,2 e 1,6%. As reduções médias de ST foram de 57,7 a 64,7% e de SV de 61,7 a 69,0%, sendo que houve diferença somente na fase de terminação, na qual as maiores reduções médias foram para biodigestores abastecidos com dejetos de animais alimentados com dietas à base de milho. Nos biodigestores abastecidos com dejetos de animais em fase inicial e de crescimento, alimentados com dietas formuladas à base de milho, foram verificadas maiores produções médias de biogás e os maiores potenciais médios de produção de biogás. Os potenciais médios obtidos foram 0,033; 0,181; 0,685; 0,788 e 1,132 m³ por kg de afluente, estrume, ST adicionados, SV adicionados e SV reduzidos, respectivamente. Não foram verificadas diferenças quanto ao teor médio de metano no biogás entre dietas e fases. As concentrações médias dos nutrientes N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn e Cu no afluente e efluente dos biodigestores variaram entre as dietas e fases.

On-line determination of Sb(III) and total Sb using baker's yeast immobilized on polyurethane foam and hydride generation inductively coupled plasma optical emission spectrometry

The yeast Saccharomyces cerevisiae was immobilized in cubes of polyurethane foam and the ability of this immobilized material to separate Sb(III) and Sb(V) was investigated. A method based on sequential determination of total Sb (after on-line reduction of Sb(V) to Sb(III) with thiourea) and Sb(Ill) (after on-line solid-liquid phase extraction) by hydride generation inductively coupled plasma optical emission spectrometry is proposed. A flow system assembled with solenoid valves was used to manage all stages of the process. The effects of pH, sample loading and elution flow rates on solid-liquid phase extraction of Sb(III) were evaluated. Also, the parameters related to online pre-reduction (reaction coil and flow rates) were optimized. Detection limits of 0.8 and 0.15 mu g L-1 were obtained for total Sb and Sb (III), respectively. The proposed method was applied to the analysis of river water and effluent samples. The results obtained for the determination of total Sb were in agreement with expected values, including the river water Standard Reference Material 1640 certified by the National Institute of Standards and Technology (NIST). Recoveries of Sb(III) and Sb(V) in spiked samples were between 81 19 and I I I 15% when 120 s of sample loading were used. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

On-line redox speciation analysis of antimony using L-proline immobilized on controlled pore glass and hydride generation inductively coupled plasma optical emission spectrometry for detection

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

Effects of intensification of the amazon river prawn, macrobrachium amazonicum, grow-out on effluent quality

Studies to determine suitable levels of intensification are essential for developing sustainable aquaculture. The objective of this study was to evaluate the quality of effluents discharged from ponds stocked with 10 (D10), 20 (D20), 40 (D40), and 80 (D80) postlarvae of Macrobrachium amazonicum/m2. Intake and effluent water samples were taken throughout a 5.5-mo grow-out cycle. In that study, twelve 0.01-ha earthen ponds were stocked postlarvae with 0.01g. Average water exchange rate was 15%/d; water was discharged from the bottom of the ponds. Prawns were fed a commercial feed with 38% crude protein according to their biomass (3-10%) and the concentration of dissolved oxygen (DO). In our research, temperature, turbidity, total suspended solids, conductivity, DO, pH, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), N-ammonia, N-nitrite, N-nitrate, N-Kjeldahl nitrogen, total phosphorus, and soluble orthophosphate were measured every 15d throughout the experiment in the early morning (0630 to 0730h). Turbidity was lower in D10 than in D20 and D40 and total phosphorus was higher in D80 than in D10 and D20. An analysis of principal components comparing treatments and intake water showed three groups: intake, D10 and a cluster of D20, D40, and D80. On the basis of the water characteristics found in our study it appears that the farming of M. amazonicum is likely to have a low environmental impact, at least up to a stocking density of 80prawns/m2. © by the World Aquaculture Society 2013.

Mathematical modeling and analysis of the flocculation process in chambers in series

In this study, the flocculation process in continuous systems with chambers in series was analyzed using the classical kinetic model of aggregation and break-up proposed by Argaman and Kaufman, which incorporates two main parameters: K (a) and K (b). Typical values for these parameters were used, i. e., K (a) = 3.68 x 10(-5)-1.83 x 10(-4) and K (b) = 1.83 x 10(-7)-2.30 x 10(-7) s(-1). The analysis consisted of performing simulations of system behavior under different operating conditions, including variations in the number of chambers used and the utilization of fixed or scaled velocity gradients in the units. The response variable analyzed in all simulations was the total retention time necessary to achieve a given flocculation efficiency, which was determined by means of conventional solution methods of nonlinear algebraic equations, corresponding to the material balances on the system. Values for the number of chambers ranging from 1 to 5, velocity gradients of 20-60 s(-1) and flocculation efficiencies of 50-90 % were adopted.

Sulfamethoxazole and ciprofloxacin removal using a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor

The antibiotics sulfamethoxazole (SMTX) and ciprofloxacin (CIP) are commonly used in human and veterinary medicine, which explains their occurrence in wastewater. Anaerobic reactors are low-cost, simple and suitable technology to wastewater treatment, but there is a lack of studies related to the removal efficiency of antibiotics. To overcome this knowledge gap, the objective of this study was to evaluate the removal kinetics of SMTX and CIP using a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor. Two different concentrations were evaluated, for SMTX 20 and 40 μg L(-1); for CIP 2.0 and 5.0 μg L(-1). The affluent and effluent analysis was carried out in liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) with the sample preparation procedure using an off-line solid-phase extraction. This method was developed, validated and successfully applied for monitoring the affluent and effluent samples. The removal efficiency found for both antibiotics at the two concentrations studied was 97%. Chemical oxygen demand (COD) exhibited kinetic constants that were different from that observed for the antibiotics, indicating the absence of co-metabolism. Also, though the antibiotic concentration was increased, there was no inhibitory effect in the removal of COD and antibiotics.

Perdas fermentativas e composição bromatológica da entrecasca de palmito pupunha ensilada com aditivos químicos

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos químicos na ensilagem de resíduos (entrecasca) da produção de palmito pupunha (Bactris gasipaes, Kunth). Utilizaram-se silos experimentais (baldes de 20 litros) providos de aparatos para determinação gravimétrica de perdas por gases e efluentes. Os tratamentos aplicados foram: controle (sem aditivos); ureia (1% da MV) e cal virgem (1% da MV). Decorridos 70 dias de armazenagem, os silos foram pesados, abertos e amostrados. As perdas por efluentes e gases aumentaram com a aplicação de cal virgem na ensilagem. As perdas totais de MS foram de 15,1; 14,4 e 26,6% nas silagens controle, ureia e cal, respectivamente. em todas as silagens, houve redução no teor de FDN e elevação da fração FDA, o que indica desaparecimento da fração hemicelulose. A relação cálcio:fósforo aumentou substancialmente com a adição de cal virgem, de 4,1:1 na silagem controle para 15,6:1 na silagem com cal. O resíduo da extração do palmito pupunha pode ser classificado como alimento de média qualidade e alto teor de umidade. Os aditivos aplicados na ensilagem não são efetivos em reduzir as perdas fermentativas no processo de conservação.

Impact of maintenance of Macrobrachium rosenbergii de Man, 1879 (Crustacea, Decapoda, Palaemonidae) broodstock on the water used in culture ponds

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

Anaerobic bio-digestion of concentrate obtained in the process of ultra filtration of effluents from tilapia processing unit

The objective of the present study was to evaluate the efficiency of the process of biodigestion of the protein concentrate resulting from the ultrafiltration of the effluent from a slaughterhouse freezer of Nile tilapia. Bench digesters were used with excrements and water (control) in comparison with a mixture of cattle manure and effluent from the stages of filleting and bleeding of tilapias. The effluent obtained in the continuous process (bleeding + filleting) was the one with highest accumulated population from the 37th day, as well as greatest daily production. Gases composition did not differ between the protein concentrates, but the gas obtained with the use of the effluent from the filleting stage presented highest methane gas average (78.05%) in comparison with those obtained in the bleeding stage (69.95%) and in the continuous process (70.02%) or by the control method (68.59%).

Biodigestão anaeróbia dos dejetos de cabritos Saanen alimentados com dietas com diferentes proporções volumoso e concentrado

Avaliaram-se os efeitos da idade do animal e da proporção de volumoso nas dietas sobre a biodigestão anaeróbia dos dejetos de cabritos Saanen. Foram utilizadas as fezes produzidas por cabritos Saanen aos 90, 120 e 150 dias de idade e alimentados com dietas de três relações volumoso:concentrado (80:20, 60:40 e 40:60), representando as dietas 1, 2 e 3, respectivamente. Utilizaram-se biodigestores tipo batelada de bancada com capacidade para 12 litros de substrato em fermentação e 8% de sólidos totais iniciais para determinação das produções e dos potenciais de produção de biogás e metano, da redução de sólidos voláteis e quantificação dos teores de minerais no afluente e efluente. As maiores reduções de sólidos voláteis foram observadas nos substratos preparados com as fezes de cabritos aos 150 dias alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado de 40:60. Os melhores rendimentos de substrato ou fezes foram obtidos com os dejetos dos cabritos de 120 e 150 dias de idade alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado 40:60. As maiores concentrações de minerais nos biodigestores foram observadas para as fezes de cabritos de 150 dias de idade alimentados com a dieta com relação volumoso:concentrado 40:60. A biodigestão anaeróbia é eficiente na remoção de coliformes nos dejetos de caprinos, proporcionando efluentes com no máximo 4,3 × 10² coliformes totais termotolerantes por grama de material.

Queima e aditivos químicos e bacterianos na ensilagem de cana-de-açúcar

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

Perdas de silagens de cana-de-açúcar tratadas com aditivos químicos e bacterianos

Objetivou-se avaliar silagens de cana-de-açúcar tratadas com aditivos químicos (uréia 1,5%; benzoato de sódio 0,1%; ou hidróxido de sódio (NaOH) 1% na matéria natural) combinados ou não com inoculantes (Propionibacterium acidipropionici + Lactobacillus plantarum ou Lactobacillus buchneri). Foram avaliadas 12 silagens: uma controle, sem inoculante e sem aditivo químico; três sem inoculante, mas com um dos aditivos; uma com P. acidipropionici + L. plantarum, sem aditivo químico; três com P. acidipropionici + L. plantarum e um dos aditivos; uma com L. buchneri, sem aditivo químico; e três com L. buchneri e um dos aditivos. Os dados foram analisados em esquema fatorial 4 × 3 com três repetições para cada tratamento. Foram determinadas as perdas ocorridas durante o processo fermentativo nas formas de gases e de efluentes e a recuperação da MS. Durante a exposição aeróbia, determinaram-se a recuperação da MS e a estabilidade aeróbia medida pela variação da temperatura. A associação de L. buchneri e NaOH reduziu as perdas por gases e efluentes e elevou a recuperação da MS. No período após abertura, destacou-se a atuação do benzoato de sódio em manter o pH com variação de apenas 0,1 unidade em cinco dias de exposição aeróbia e dos inoculantes L. buchneri e P. acidipropionici + L. plantarum em prolongar o tempo para elevação da temperatura de 34 horas nas silagens controle para 54 e 50 horas, respectivamente. A ensilagem de cana-de-açúcar requer a inclusão de algum aditivo eficiente no controle das perdas quantitativas durante a fermentação e a exposição aeróbia.

Impacto da manutenção de reprodutores de macrobrachium rosenbergii na qualidade da água

Our objective was to evaluate the impacts caused on pond water quality by maintenance of Macrobrachium rosenbergii broodstock. During eight weeks we determined pH, dissolved oxygen (DO), conductivity, turbidity, particulate suspended material (PSM), nitrogen (N) and phosphorus (P), all in inlet and effluent water. All variables presented higher values in the effluent, except OD. N-ammoniacal concentration (0.013 mg L(-1)) was 2.7 times higher in the effluent pond; NO(2)-N (0.019 mg L(-1)), 2.3; NO(3)-N (0.139 mu g L(-1)), 1.8; PO(4)-P (0.065 mg L(-1)), 7.2; and DP (0,104 mg L(-1)), 4.9 times higher. For TKN (0.67 mg L(-1)) and TP (0.235 mg L(-1)) the values in the pond effluent represent an increase of 0.27 mg L(-1) and 0.175 mg L(-1), respectively. The maintenance of M. rosenbergii broodstock increase the nutrient concentrations, mainly TP, prevent effluent pond released into receiving water bodies on 1, 2 and 3 classes of the CONAMA N degrees 357 Resolution.