Removal of organic matter and nutrients from slaughterhouse wastewater by using Eichhornia crassipes and evaluation of the generated biomass composting

The objective of this research was to evaluate the performance of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes applied in situ in a slaughter house treatment system, located in the west of the Paraná state, Brazil, regarding the nutrients removal and organic matter. Moreover, it aimed to obtain data from the production, management and composting practices of the biomass generated in the system. During 11 months of macrophytes development, physic and chemical parameters were monitored and plant density was controlled by periodical removal of excess biomass, which was weekly monitored and it is expressed in kg of aquatic plant per m² covered area. The degradation of the macrophytes removed from the treatment system was evaluated at the pilot scale in eight composting piles of 0.60 m³ that underwent four different treatments and two repetitions: T1 - water hyacinth (Eichhornia crassipes); T2 - water hyacinth and swine excrement (7:1), T3 - water hyacinth, swine excrement and earth (7:1:0,67), and T4 - water hyacinth, swine excrement and cellulosic gut (7:1:0,67), for a period of 90 days. The results indicated maximum removal efficiencies of 77.2% for COD; 77.8% for BOD, 87.9% for total nitrogen, 47.5% for ammonia nitrogen and 38.9% for total phosphorus for a five-day retention time. For biomass stabilization by composting, considering the C:N ratio as an indicator of compost maturity, it was observed that treatment T4 resulted in the shortest stabilization period (60 days). No difference was verified in the biostabilization rates at 5% level by the F test.

Application Volumes and Sizes of Droplets for the Application of Diquat Herbicide in the Control of Eichhornia crassipes

The objective of this study was to evaluate the efficiency of application and the efficacy of control of water hyacinth (Eichhornia crassipes) with the use of the diquat herbicide done with two application volumes associated to three droplets classes. Three experiments were conducted; in the first, the application efficiency was evaluated; in the second, the control efficiency and; in the third, the droplet spectrum. They were conducted in a completely randomized design with five, four and six replicates, respectively. The treatments were arranged in a 2 x 3 factorial design, with two application volumes (100 and 200 L ha-1) and three droplets classes (fine, extremely coarse and ultra-coarse) to the first and second experiment and the third comprised two diquat concentrations in spray solution (2 and 4 g i.a. L-1) and three droplets classes (fine, extremely coarse and ultra-coarse). The application efficiency was determined by the coverage by droplets, spray deposition and active ingredient of the herbicide (diquat). The efficacy was measured by the control and the percentage of plants with regrowth at 50 days after application. The spectrum of droplets produced per each nozzle model used to obtain the droplets classes were analyzed. According to the parameters analyzed, using the droplets classes extremely thick and ultra thick can provide greater certainty in the application of diquat in the aquatic environment associated with the deposition of the active and sufficient coverage to control Eichhornia crassipes with both application volumes

Remoção de compostos fenólicos de soluções aquosas utilizando carvão ativado preparado a partir do aguapé (Eichhornia crassipes): estudo cinético e de equilíbrio termodinâmico

Activated carbon was produced from the water hyacinth (CAA) by impregnation with ZnCl2 (1:2), followed by pyrolysis at 700 ºC, under N2. CAA was used for the adsorption of phenol, m-cresol and o-cresol from aqueous solutions, using batch adsorption. The effects of contact time, pH, temperature and concentration on sorption were investigated. Adsorption capacity, calculated using the Langmuir model proved to be dependent on temperature, reaching values of 163.7, 130.2 and 142.3 mg g-1 for phenol, m-cresol and o-cresol, respectively, at 45 ºC. Thermodynamic data at the solid-liquid interface suggests an endothermic, spontaneous and environmentally-friendly process.

Densidade de oviposição, e quantificação de Larvas e Pupas de Mansonia Blanchard, 1901 (Diptera: Culicidae), em Eichhornia crassipes Solms. e Pistia stratiotes Linn. Na ilha da Marchantaria, Amazônia Central

A população de imaturos de Mansonia em águas brancas da várzea da ilha da Marchantaria, na Amazônia Central se constituiu de 74% de Mansonia (M.) humeralis Dyar & Knab, 1916, 14% de Mansonia (M.) titillans (Walker, 1848) e 12% de Mansonia (M.) amazonensis Theobald, 1901, como foi indicado pela frequência, medida por oviposição (posturas). O número de posturas de M. humeralis e M. titillans foi maior em Pistia stratiotes Linn. enquanto que M. amazonensis foi mais abundante em Eichhornia crassipes Solms. O número total de larvas e pupas de Mansonia spp. foi de 6997 e 570 respectivamente, sendo maior em E. crassipes (4372 e 328) que em P. stratiotes (2625 e 242). Ao longo do ano, o maior número de larvas e pupas foi encontrado nos meses da vazante (agosto-outubro), tendo um pico no mês de agosto, que não foi correlacionado significativamente com os fatores abióticos.

Influência do hábitat na estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos associados às raízes de Eichhornia crassipes na região do Lago Catalão, Amazonas, Brasil

Por possuírem ciclos de vida curtos, os macroinvertebrados aquáticos podem responder rapidamente às modificações ambientais, alterando a estrutura das suas populações e comunidades. O objetivo deste estudo foi determinar se há relação entre a composição de macroinvertebrados aquáticos associados a bancos de Eichhornia crassipes o gradiente de condutividade elétrica da água e a biomassa das raízes destes bancos. No pico da cheia de 2005, 21 bancos de macrófitas aquáticas flutuantes dominados por E. crassipes foram amostrados no rio Negro (baixa condutividade < 30 µS cm-1), na confluência entre os rios Negro e Solimões (média condutividade > 30 µS cm-1 e < 50 µS cm-1), e no rio Solimões (alta condutividade > 50 µS cm-1). Foram encontrados 1707 macroinvertebrados aquáticos, distribuídos em 14 ordens e 35 famílias. A abundância de invertebrados aquáticos foi maior em bancos na confluência das águas. O aumento da biomassa das raízes de E. crassipes levou a um aumento da abundância e da riqueza de famílias de macroinvertebrados. A abundância dos coletores-catadores, coletores-filtradores e raspadores variou com o tipo de água, e apenas a abundância dos coletores-catadores e coletores-filtradores variou em função da biomassa das raízes. A riqueza de famílias dos raspadores variou em função do tipo de água. A organização da comunidade depende do gradiente de biomassa de raízes, indicando a importância da estrutura do hábitat para o estabelecimento dos macroinvertebrados.

Density-dependent morphological plasticity and trade-offs among vegetative traits in Eichhornia crassipes (Pontederiaceae)

Density-dependent responses are an important component of the organism life-history, and the resource allocation theory is a central concept to the life-history theory. When resource allocation varies due to environmental changes, a plant may change its morphology or physiology to cope with the new conditions, a process known as phenotypic plasticity. Our study aimed to evaluate how plant density affects Eichhornia crassipes allocation patterns. A total of 214 individuals in high and low density were collected. The density effect was observed in all plant traits examined including biomass accumulation. All traits of E. crassipes demonstrated higher values in high density conditions, except for biomass of leaves. Density exhibited a high influence on vegetative traits of E. crassipes, but did not influence allocation pattern, since a trade-off among the vegetative traits was not found. The morphological plasticity and the absence of trade-offs were discussed as strategies to overcome neighbor plants in competition situations. In high density conditions, there were clear changes in the morphology of the plants which probably allows for their survival in a highly competitive environment.

Kinetic modeling of the biosorption of Cd2+ ions from aqueous solutions onto Eichhornia crassipes roots using potentiometry: low-cost alternative to conventional methods

This work presents the use of potentiometric measurements for kinetic studies of biosorption of Cd2+ ions from aqueous solutions on Eichhornia crassipes roots. The open circuit potential of the Cd/Cd2+ electrode of the first kind was measured during the bioadsorption process. The amount of Cd2+ ions accumulated was determined in real time. The data were fit to different models, with the pseudo-second-order model proving to be the best in describing the data. The advantages and limitations of the methodology proposed relative to the traditional method are discussed.

Controle químico de Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes e Salvinia molesta em caixas d'água

Durante o ano de 1999 foram conduzidos três experimentos em Botucatu-SP, em condições de caixas d'água, com o objetivo de estudar o efeito de alguns herbicidas sobre Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes e Salvinia molesta. Os herbicidas e as doses utilizadas foram: diquat a 460, 960 e 1.400 g ha-1 com e sem o surfatante Agral a 0,1%; 2,4 D a 1.340; glyphosate a 3.360 g ha-1 mais 0,5% do surfatante Aterbane; e imazapyr a 250 g ha-1, além de uma testemunha sem aplicação de herbicida. Os estudos foram instalados no delineamento experimental em blocos ao acaso, com quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas por caixas d'água com dimensões de 60 x 60 x 60 cm mantidas a pleno sol no campo. Utilizaram-se 18, 18 e 30 plantas/caixa de P. stratiotes, E. crassipes e S. molesta, respectivamente. Os herbicidas foram aplicados com pulverizador costal a pressão constante de CO2 a 1,75 bar, munido de barra com bicos 110.02 VS, com consumo de calda de 180 L ha-1. O herbicida diquat foi eficiente no controle de S. molesta, P. stratiotes e E. crassipes em todas as doses testadas. Para P. stratiotes, os herbicidas 2,4 D e imazapyr não proporcionaram controle, enquanto o herbicida glyphosate mostrou-se eficiente. Em relação a E. crassipes, os herbicidas 2,4 D e glyphosate foram eficientes em seu controle. Os herbicidas imazapyr, 2,4 D e glyphosate não foram eficientes no controle de S. molesta.

Controle químico do aguapé (Eichhornia crassipes)

Foram testados os produtos 2,4-D, sulfentrazone, glyphosate, diquat, imazapyr, imazapic, metsulfuron-metil e sulfosate. Conduziram-se seis ensaios em condições controladas de casa de vegetação, visando estudar a eficácia no controle de Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Em todos os ensaios, as plantas de aguapé foram cultivadas em caixas com substrato como material de fundo e água completando o volume; os herbicidas foram aplicados com pulverizador costal a CO2. No primeiro ensaio, foram testados os herbicidas diquat, glyphosate, imazapyr e sulfentrazone. O diquat e o glyphosate foram altamente eficazes no controle de E. crassipes, com ação mais rápida do primeiro produto. Imazapyr e sulfentrazone indicaram que maior intensidade de controle poderá ser obtida em maior tempo de observação. No segundo ensaio, foram testados diquat, glyphosate, imazapyr, imazapic, 2,4-D, metsulfuron-metil e sulfosate. Diquat, glyphosate, imazapyr e 2,4-D foram eficazes no controle do aguapé. Diquat e 2,4-D mostraram ação mais rápida. O imazapyr apresentou lenta evolução, e o glyphosate, ação intermediária. Os herbicidas imazapic, sulfosate e metsulfuron, em função do tempo de avaliação, não mostraram eficácia satisfatória. No terceiro ensaio, foram estudados imazapyr e glyphosate aplicados três, seis e nove horas antes da incidência de chuva simulada. O glyphosate apresentou maior eficácia que o imazapyr e o glyphosate não sofreu influência do intervalo entre a aplicação e a ocorrência de chuva. No entanto, o desenvolvimento inicial dos sintomas foi mais rápido em intervalos maiores. No quarto ensaio foi estudado o diquat, aplicado nos períodos noturno e diurno, o qual foi eficiente no controle do aguapé na dose de 1,0 L ha-1 ou acima. Aplicações noturnas apenas proporcionaram ação mais rápida do produto, não influenciando o controle final. No quinto ensaio foi estudado o diquat em aplicações diurnas ou noturnas e em intervalos de 30, 60 e 120 minutos entre a aplicação e a ocorrência de chuva simulada, tendo ele mostrado elevada atividade herbicida contra o aguapé, com eficácia maior na dose de 2,00 L ha-1. A ação do produto foi maior em aplicações noturnas, período em que houve maior importância da extensão do intervalo entre a aplicação do produto e a ocorrência da primeira chuva. O último ensaio foi realizado em campo, para estudo da ação do imazapyr aplicado sobre plantas de aguapé crescidas em caixas de cimento-amianto. Todas as doses estudadas proporcionaram controle total da planta daninha. As doses mais elevadas apresentaram efeitos mais rápidos.

Avaliações fisiológicas e bioquímicas de plantas de aguapé (Eichhornia crassipes) cultivadas com níveis excessivos de nutrientes

Plantas de aguapé foram cultivadas em solução nutritiva de Hoagland & Arnon n.2, cujo aumento dos níveis de N, P e Cu estabeleceu as diferenças entre os tratamentos. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As variáveis fisiológicas avaliadas foram área foliar, peso de matéria seca e taxa de crescimento absoluto, taxa de crescimento relativo, taxa assimilatória líquida, razão de área foliar, peso específico de folha, área foliar específica. Foram determinados também os teores de açúcares totais e redutores e de aminoácidos totais e a atividade das enzimas glutationa S-transferase e superóxido dismutase. Os extratos enzimáticos foram obtidos da matéria fresca da parte aérea das plantas. Após a coleta, foram determinados os pesos de material seco de raízes, pecíolos e folhas, que foram utilizados para a determinação de açúcares solúveis totais e redutores e de aminoácidos. O excesso de nitrogênio causou aumento de açúcares nas folhas e de aminoácidos nas raízes. Já o tratamento com excesso de fósforo levou ao aumento de açúcares nas raízes. Os resultados apresentados sugerem que, entre os nutrientes em excesso avaliados, o cobre (0,12 mg L-1) foi o maior indutor da atividade da GST e SOD, sugerindo que este elemento induziu estresse nas plantas de aguapé.

Estimativa da área foliar de plantas daninhas de ambiente aquático: Eichhornia crassipes

O objetivo deste trabalho foi obter equações que, através de parâmetros lineares dimensionais do limbo e do pecíolo, permitam estimar a área foliar do limbo e a área externa do pulvino de Eichhornia crassipes. Para isso, estudaram-se correlações entre a área foliar real e os parâmetros dimensionais do limbo foliar, como o comprimento ao longo da nervura principal (C) e a largura máxima (L) perpendicular ao eixo principal, assim como correlações entre a área externa real e o comprimento máximo (CP) e o maior diâmetro transversal (DP) do pulvino. Todas as equações lineares simples, geométricas ou exponenciais permitiram boas estimativas da área foliar e área externa do pecíolo. Do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo os respectivos produtos do comprimento pela largura máxima, considerando o coeficiente linear igual a zero. Desse modo, a estimativa da área foliar do limbo (AF) de E. crassipes pode ser feita pela fórmula AF = 0,720 (C x L); e a área externa do pulvino (AP) pode ser estimada pela fórmula AP = 2,378 (CP x DP), com coeficientes de determinação (R²) de 0,9716 e 0,9268, respectivamente.

Efeitos do manejo de Eichhornia crassipes sobre a qualidade da água em condições de mesocosmos

As macrófitas, apesar da enorme importância na dinâmica do ambiente aquático, quando formam extensas e densas colonizações, promovem uma série de prejuízos ao ambiente e aos usos múltiplos dos reservatórios. Nessas situações, há necessidade de redução de seu tamanho populacional, seja reduzindo as condições favoráveis ao crescimento, seja por meio do controle direto das plantas. Dentre as macrófitas aquáticas que promovem esses tipos de problema, o aguapé (Eichhornia crassipes) é considerada a mais importante. Seu controle é praticado em todo o mundo. O diquat tem sido bastante utilizado para o controle desta planta, em razão de seu baixo custo, eficácia, rapidez de controle e baixa toxicidade no ambiente aquático. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os possíveis impactos causados pelo controle de Eichhornia crassipes sobre algumas características de qualidade da água em mesocosmos. Para isso, cinco situações experimentais foram estudadas: CPCH - mesocosmo colonizado por aguapé, o qual foi controlado pela aplicação do herbicida diquat; CPCG - mesocosmo colonizado por aguapé, o qual foi morto por congelamento; CPSH - mesocosmo colonizado com aguapé, sem controle; SPCH - mesocosmo sem macrófitas e com aplicação de diquat na superfície da água; e SPSH - mesocosmo sem macrófitas aquáticas e sem aplicação. O herbicida diquat foi utilizado na dose de 7,0 L da formulação comercial Reward/ha. A temperatura foi mais elevada nos mesocosmos sem plantas, devido à maior incidência de raios solares na coluna d'água. As concentrações de oxigênio dissolvido foram menores nos mesocosmos colonizados pelo aguapé e também tiveram rápida queda após o controle das plantas tanto com diquat como por congelamento. O pH da água foi maior nos mesocosmos sem a cobertura da macrófita. Os valores de sólidos totais dissolvidos (STD) e de condutividade elétrica foram maiores nos tratamentos com morte por congelamento e pelo diquat e em mesocosmos colonizados sem controle da macrófita. Esse efeito pode ser devido à presença de material orgânico em suspensão e à maior concentração de nutrientes presentes na água. Comparando os mesocosmos sem plantas, sem e com a aplicação de diquat na superfície da água, os valores das características avaliadas foram estatisticamente similares, levando à conclusão de que as alterações observadas nos fatores analisados decorrem principalmente da decomposição das plantas.

Depósitos de calda de pulverização nas faces adaxial e abaxial de folhas de Eichhornia crassipes dispostas em diferentes ângulos

Estudos foram conduzidos com o objetivo de avaliar os depósitos de gotas pulverizadas através de dois tipos de pontas sobre as faces adaxial e abaxial de folhas de Eichhornia crassipes dispostas em diferentes ângulos. No primeiro estudo, os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2x4x7: dois tipos de pontas (TX12 e XR11002VS), quatro ângulos verticais (0º, 30º, 60º e 90º) e sete ângulos horizontais (0º, 15º, 30º, 45º, 60º, 75º e 90º). No ângulo vertical de 90º a lâmina foliar foi posicionada paralelamente ao sentido de deslocamento do jato de pulverização; e no ângulo horizontal de 90º a folha foi posicionada perpendicularmente ao plano do solo. Como traçadores, foram utilizadas soluções de 1.000 ppm do corante Azul FDC-1 e 3.500 ppm do corante Amarelo Tartrasina para as pontas tipo leque e cone, respectivamente. No segundo estudo, os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2x2x3: dois tipos de pontas (TX12 e XR11002VS), dois tipos de calda (com e sem Aterbane BR a 0,5%) e três ângulos horizontais (0º, 45º e 90º). Adotou-se o ângulo vertical de 90º como padrão para todos os tratamentos. Soluções de 1.000 ppm do corante Azul FDC-1 e 3.500 ppm do corante Amarelo Tartrasina foram utilizadas como traçadores para a calda com e sem surfatante, respectivamente. Os resultados do primeiro estudo revelaram que os depósitos observados em toda a folha e na face adaxial das lâminas foliares de aguapé diminuíram à medida que se aumentou a angulação vertical, independentemente da ponta utilizada. Os menores depósitos sempre estiveram relacionados ao ângulo vertical de 90º, independentemente do ângulo horizontal utilizado. Não foi detectado nenhum depósito na face abaxial das folhas de aguapé em todas as combinações dos fatores estudados. No segundo estudo também foram observados os mesmos decréscimos no volume de calda depositado em toda a folha e na face adaxial à medida que se aumentou a angulação vertical das lâminas foliares. As duas pontas proporcionaram depósitos nulos na face abaxial quando o surfatante não foi utilizado; entretanto, a adição do surfatante à calda incrementou significativamente os depósitos nesta face da folha do aguapé.

Ação de adjuvantes na absorção e translocação de glyphosate em plantas de aguapé (Eichhornia crassipes)

Este estudo teve por objetivo avaliar a ação de adjuvantes na absorção e translocação de glyphosate em plantas de aguapé (Eichhornia crassipes). Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 5 x 8, sendo: cinco tratamentos com glyphosate (sem adjuvante e com os adjuvantes Aterbane a 0,5 e 0,25% v/v e Silwet L77 a 0,1 e 0,05% v/v), aplicados somente em uma folha de cada planta; e oito intervalos para lavagem ou corte das folhas (2, 4, 6, 8, 12, 24 e 48 horas, além de um intervalo contínuo sem lavagem ou corte). Foram realizadas avaliações visuais de controle aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação dos tratamentos. Os adjuvantes Aterbane a 0,5% e Silwet a 0,1% promoveram maior controle em períodos mais curtos sem a lavagem das folhas (duas e quatro horas), embora no final do estudo todos os adjuvantes tenham resultado em controle eficiente a partir de duas horas, assim como o glyphosate sem adjuvante. No estudo de translocação, independentemente do adjuvante testado, observou-se excelente controle após o período de seis horas sem o corte das folhas. Nos períodos de duas e quatro horas, observou-se controle insatisfatório independentemente do adjuvante testado: esse fato demonstra que o corte das folhas em períodos inferiores a seis horas após a aplicação não é suficiente para uma translocação eficiente e garantir o controle de plantas de aguapé.

Efeito de pontas de pulverização e de arranjos populacionais de plantas de Eichhornia crassipes e Salvinia auriculata na deposição de calda de pulverização sobre plantas de Pistia stratiotes

Este trabalho teve por objetivo avaliar o depósito de calda pulverizada por dois tipos de pontas de pulverização sob plantas de alface-d'água (Pistia stratiotes) dispostas em diferentes arranjos populacionais com plantas de aguapé (Eichhornia crassipes) e salvínia (Salvinia auriculata). Para isso, foi conduzido um experimento em condições de caixas-d'água em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos estiveram dispostos em esquema fatorial 2 x 8, sendo dois tipos de pontas de pulverização (ConeJet TXVK-8 e TeeJet DG 11002 VS) e oito proporções entre as plantas aquáticas, a saber: dominância total da área correspondente a 100% de cobertura da caixa-d'água pelas plantas de alface-d'água; e as proporções entre plantas de alface-d'água e plantas de aguapé ou salvínia a 75%:25%, 50%:50% e 25%:75%. Também foi utilizada uma densidade tripla, na qual as três espécies estiveram igualmente dispostas na proporção de 33,33%. Soluções dos corantes Amarelo Tartrasina FDC-5 a 3.500 ppm e Azul Brilhante FDC-1 a 1.000 ppm foram utilizadas como traçadores para as pontas TXVK-8 e DG 11002VS, respectivamente. A pulverização de ambas as soluções foi efetuada na mesma unidade experimental, com um intervalo de 30 minutos entre si, utilizando-se um pulverizador costal pressurizado com CO2, calibrado de modo a proporcionar um volume de aplicação aproximado de 200 L ha. Após a pulverização, as plantas presentes nos reservatórios foram lavadas com água destilada, até remoção total dos corantes. Os depósitos totais de calda foram estimados em μL por planta, e os depósitos unitários, em μL cm-2 de superfície foliar. O aumento na proporção de plantas de aguapé na associação proporcionou menores depósitos de calda de pulverização sobre as plantas de alface-d'água. Em contrapartida, o aumento na proporção de salvínia na associação propiciou maiores depósitos de calda de pulverização, independentemente do tipo de ponta de pulverização. A ponta TXVK-8 proporcionou depósitos unitários e totais de calda de pulverização superiores aos da ponta DG 11002VS.