Changes in Fish Communities in the Upper Patuxent River from 1966 to 1977

Ten year comparison of fish survey's with respect to diversity evenness and composition of fish communities. The upper Patuxent River was divided into Piedmont Plateau and Coastal Plain regions, not only for geographical purposes, but also because of the clustering of sewage treatment plants in the Coastal Plain region. In the Piedmont Plateau region, the fish species diversity changed very little from 1966 to 1977 ( Little Patuxent -- 2.82 to 2.66; Middle Patuxent -- 2.86 to 2.83; and main stem -- 2.46 to 2.63), except in a section of Little Patuxent River at and below the City of Columbia where the species diversity index showed a significant reduction from 2.97 to 1.99, and in a section of the main stem Patuxent River immediately downstream from the Brighton Dam of the Triadelphia Reservoir where the index increased significantly from 1.66 to 3.20. In the Coastal Plain region, a significant reduction in the fish species diversity index occurred between 1966 and 1977 below the two sewage treatment plant outfalls : Savage -- 2.69 to 0 and Patuxent-Crofton -- 3.06 to 1.33. Also, the substantial reduction in the species diversity index which had already occurred in 1966 below the six other plant: outfalls of Fort Meade No. I, Fort Meade No. 2, Maryland House of Correction, Maryland City , Parkway and Bowie, remained depressed in 1977. On the other hand, below the Horsepen Sewage Treatment Plant (a tertiary plant practicing dechlorination) the species diversity index increased from 1.91 to 2.8. (PDF contains 48 pages)

Proposta de metodologia de projeto de sistemas de disposição oceânica de esgotos sanitários, em localidades de pequeno porte.

O presente trabalho tem por objetivo disponibilizar metodologia para o projeto de tratamento de esgoto sanitário através de disposição oceânica com utilização de emissário submarino, para localidades de pequeno porte. Também apresenta metodologia simplificada para obtenção de alguns dados oceanográficos necessários, na perspectiva de atender aos administradores dessas pequenas prefeituras envolvidas nas questões de atendimento de sua população quanto aos serviços de tratamento dos esgotos sanitários. Esses municípios, por serem pequenos e em país em desenvolvimento, carecem de recursos financeiros para as soluções convencionais de tratamento de esgotos sanitários. O trabalho contém uma revisão da bibliografia técnica relativa ao processo objeto deste estudo, não só referente ao projeto hidráulico como também à estabilidade física da tubulação do emissário assentada no leito do mar. Julgou-se necessário a realização, deste trabalho depois que se verificou que a implantação de emissários submarinos com diâmetros até da ordem de 300 mm, em geral tem seus custos inferiores aos dos sistemas convencionais.

Gestão de resíduos químicos em laboratório universitário. Estudo de caso: Laboratório de Engenharia Sanitária, Faculdade de Engenharia UERJ.

Ao longo da história do homem, as universidades têm exercido um papel fundamental na geração de conhecimentos e tecnologias com o fim maior de melhorar a qualidade de vida de nossa sociedade. Em contrapartida, além de produzir os benefícios oriundos da aplicação dos conhecimentos e tecnologias, as pesquisas científicas produzem também diversos tipos de resíduos potencialmente poluidores e tóxicos os quais não estão sendo descartados e tratados corretamente. A falta de políticas institucionais de gerenciamento de resíduos nas universidades além de proporcionar a poluição dos corpos receptores de seus efluentes, a deterioração das tubulações coletoras de esgoto e, danos a eficiência das estações de tratamento de esgoto, também contribui para a geração de um passivo ambiental nas universidades, os quais são acumulados anualmente à espera de tratamento adequado em precárias condições de armazenamento. Dentro deste cenário, o presente estudo visa caracterizar e avaliar o gerenciamento dos resíduos químicos do Laboratório de Engenharia Sanitária (LES) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Quanto aos meios, foram realizadas pesquisas bibliográficas, eletrônicas e documentais, assim como entrevistas com os principais atores do gerenciamento dos resíduos no laboratório foco deste estudo. O estudo revela que o gerenciamento dos resíduos gerados em tal laboratório é realizado de maneira incipiente. As metodologias utilizadas em todas as etapas do gerenciamento, desde a geração dos resíduos até a destinação final dos mesmos carecem de melhorias para também a melhora da qualidade ambiental das atividades de pesquisa e de ensino do laboratório. Além da inexistência de normas internas para a padronização e controle do processo de gerenciamento, o laboratório também carece de estrutura física e financeira para a adequação do processo. A partir do diagnóstico deste cenário, foi possível o reconhecimento de riscos relacionados às características dos reagentes químicos somados as condicionantes ambientais do laboratório, mais especificamente, às condicionantes presentes no local do armazenamento dos resíduos. Tais riscos possuem a natureza de riscos químicos, físicos, toxicidade e riscos de explosão. Ainda na caracterização deste cenário, foi possível o reconhecimento do não cumprimento de legislações pertinentes ao tema. Conclui-se que, de maneira geral, as universidades carecem de investimentos na temática de gestão ambiental nas políticas institucionais e dia-a-dia das universidades. O laboratório em questão também não foge a esta realidade e, por tal razão, também carece de investimentos financeiros, investimentos em treinamento e investimentos na estruturas físicas para todos estes darem suporte a implantação de um gerenciamento de resíduos eficiente e consistente.

Avaliação da eficiência do tratamento combinado de lixiviado com esgoto doméstico em estação de tratamento de esgoto.

Os lixiviados de aterros de resíduos sólidos urbanos possuem um potencial poluidor que necessita de atenção por parte das autoridades no assunto Universidade, Estado, Iniciativa Privada. Atualmente têm sido pesquisadas tecnologias para esse tratamento que sejam capazes de assimilar as variações de volume e de carga orgânica dos mesmos. O tratamento biológico combinado de lixiviados em Estações de Tratamento de Esgoto mostrase uma alternativa viável. Neste trabalho foi avaliado o tratamento combinado de lixiviado e esgoto em uma Planta Piloto de lodos-ativados, instalada na ETE de Icaraí/Niterói (RJ). O estudo foi desenvolvido com percentuais de lixiviado nas proporções de 0,5 a 2,5% em relação ao esgoto (volume/volume). Em termos de carga de DQO, os percentuais foram de 1,9 a 8,7% de carga equivalente ao lixiviado adicionado. Na Planta Piloto os resultados indicaram redução média de DQO de 73% ao longo de todo o monitoramento, sendo alcançadas remoções acima de 90%. Valores médios de DQO remanescente no efluente da planta piloto variaram de 43 a 134mg/L. Quanto às remoções médias de nitrogênio amoniacal foram alcançados valores de 80 a 97%. A redução de matéria orgânica, em termos de COD foi de 73%. Também foram monitorados reatores aeróbios em bancada de modo a avaliar possíveis interferências no desenvolvimento do lodo biológico. Foram operados reatores em regime de batelada e em regime contínuo. Os reatores não indicaram prejuízos ao lodo biológico em função do acréscimo de lixiviado para os percentuais de mistura 0,5 a 2,5% de lixiviado. Foram observadas reduções de DQO acima de 80%. As remoções de nitrogênio amoniacal foram maiores no reator operado em regime de batelada (>80%). Os resultados obtidos demonstram a viabilidade técnica do tratamento combinado e não indicaram interferência negativa no tratamento, em se tratando de redução de DQO, com o aumento da percentagem de lixiviado. Problemas na sedimentabilidade do lodo biológico foram observados ao longo de todo o período de operação da planta piloto, não havendo indicação de perda de sua qualidade em função das diferentes concentrações de lixiviado na alimentação.

Lune, Wyre & Furness Fisheries Advisory Committee 19th January, 1976.

This is the report from the Lune, Wyre and Furness Fisheries Advisory Committee meeting, which was held on the 19th January 1976. The report contains information on land drainage representation on local committees, fisheries activities report, Heysham and Lancaster sewage disposal, planning study for the post 1981 period and progress made in implementing the recommendations contained in the 'Taking Stock' publication. The section on fisheries activities reported by area fisheries officers looks at fish taken for stripping at River Lune Broadraine and Northern area, the presence of feral mink, fish mortalities at Killington Beck and number of fish counted through the fish monitoring stations at River Leven and River Lune. The Fisheries Advisory Committee was part of the Regional Water Authorities, in this case the North West Water Authority. This preceded the Environment Agency which came into existence in 1996.

Regional Fisheries Advisory Committee 9th February, 1976.

This is the report from the Regional Fisheries Advisory Committee meeting, which was held on the 9th February 1976. The report contains information on the proceedings of the Local Fisheries Advisory Committee and recommendations for these committees and Worthington Coarse Fish Unit. It also covers fishing licence duties, fisheries improvement work on the River Leven, proposed new code of fisheries byelaws, the seminar on water conditions harmful to fish life and Heysham and Lancaster sewage disposal. The Fisheries Advisory Committee was part of the Regional Water Authorities, in this case the North West Water Authority. This preceded the Environment Agency which came into existence in 1996.

Dominant chloramphenicol-resistant bacteria and resistance genes in coastal marine waters of Jiaozhou Bay, China

Studies of abundance, diversity and distribution of antibiotic-resistant bacteria and their resistance determinants are necessary for effective prevention and control of antibiotic resistance and its dissemination, critically important for public health and environment management. In order to gain an understanding of the persistence of resistance in the absence of a specific antibiotic selective pressure, microbiological surveys were carried out to investigate chloramphenicol-resistant bacteria and the chloramphenicol acetyltransferase resistance genes in Jiaozhou Bay after chloramphenicol was banned since 1999 in China. About 0.15-6.70% cultivable bacteria were chloramphenicol resistant, and the highest abundances occurred mainly in the areas near river mouths or sewage processing plants. For the dominant resistant isolates, 14 genera and 25 species were identified, mostly being indigenous estuarine or marine bacteria. Antibiotic-resistant potential human or marine animal pathogens, such as Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis and Shewanella algae, were also identified. For the molecular resistance determinants, the cat I and cat III genes could be detected in some of the resistant strains, and they might have the same origins as those from clinical strains as determined via gene sequence analysis. Further investigation about the biological, environmental and anthropogenic mechanisms and their interactions that may contribute to the persistence of antibiotic-resistance in coastal marine waters in the absence of specific antibiotic selective pressure is necessary for tackling this complicated environmental issue.

Incidence of diverse integrons and beta-lactamase genes in environmental Enterobacteriaceae isolates from Jiaozhou Bay, China

Environmental microbiology investigation was performed to determine the molecular diversity of beta-lactamase genes among ampicillin-resistant bacteria from Jiaozhou Bay. beta-lactamase genes were detected in 93.8% of the bacterial isolates identified as Enterobacteriaceae. The most frequently detected gene was bla(TEM), followed by bla(SHV), bla(OAX-1), bla(MOX) and bla(CMY). Most of the isolates (68.8%) were positive for the intI1 integrase gene, and two isolates were also found for the intI2 gene. The dfr and aadA gene cassettes were predominant. Anthropogenic contamination from onshore sewage processing plants might contribute predominantly to the beta-lactamase gene reservoir in the studied coastal waters. Environmental antibiotic-resistant bacteria and resistance genes may serve as bioindicators of coastal environmental quality or biotracers of the potential contamination sources. This is the first report of the prevalence and characterization of beta-lactamase genes and integrons in coastal Enterobacteriaceae from China.

Changes in nitrogen and phosphorus and their effects on phytoplankton in the Bohai Sea

Systematic studies of the changes in dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved inorganic phosphorus (DIP) and their effects on phytoplankton over the last 30 years in the Bohai Sea are presented. The amount of sewage disposal, use of fertilizer and the Huanghe River runoff were found to have a significant influence on the DIN or DIP concentrations in the Bohai Sea over the last 30 years. Moreover, the changes in DIN and DIP resulted in changes in the limiting nutrients of phytoplankton in the Bohai Sea from nitrogen in the early 1980s to nitrogen-phosphorus in the late 1980s, and then to phosphorus after the 1990s. In addition, changes in nitrogen and phosphorus had a significant effect on the phytoplankton community structure. The half saturation constant (K (s)) was used to evaluate the effect of nutrients on the phytoplankton community structure in the Bohai Sea over the last 30 years. Cell abundance percentages of dominant phytoplankton species with high K (s) values for phosphorus and low K (s) values for nitrogen have decreased since the 1980s, while those of dominant phytoplankton species with low K (s) values for phosphorus and high K (s) values for nitrogen increased during this period.

Immunological determination of the pharmaceutical diclofenac in environmental and biological samples

A highly sensitive and specific competitive ELISA on 96-microwell plates was developed for the analysis of the nonsteroidal anti-inflammatory drug diclofenac. Within the water cycle in Europe, this is one of the most frequently detected pharmaceutically active compounds. The LOD at a signal-tonoise ratio (S/N) of 3, and the IC ₅₀, were found to be 6 ng/L and 60 ng/L respectively in tap water. In a comparative study using ELISA and GC-MS, diclofenac levels in wastewater from 21 sewage treatment plants were determined and a good correlation between these methods was found (ELISA vs. GCMS: r = 0.70, slope = 0,90, intercept = 0.37, n = 24). An average degradation rate of -25% can be calculated. Labscale-experiments on the elimination of diclofenac in continuous pilot sewage plants revealed a removal rate of only 5% over a period of 13 weeks. In a further study, the ELISA was applied to a number of extracts of various animal tissues from a range of species, and again a very good relationship between ELISA and LC-ESI/MS data sets was obtained (r = 0.90, p<0.0001; n = 117). The ELISA has proven to be a simple, rapid, reliable and affordable alternative to otherwise costly and advanced techniques for the detection of diclofenac in matrix diverse water samples and tissue extracts after only relatively simple sample preparation. © 2007 American Chemical Society.

Spatial and temporal regulation of the pesticide dieldrin within industrial catchments

The river catchments of south Yorkshire support a very high density of wool processing industries. Dieldrin was once used as a moth proofing agent, as a sheep dip, and as a pesticide to protect wool fleeces during storage and transport, all of which caused pollution of these catchments due to textile processing. Weekly sampling of four of these rivers revealed two classes of dieldrin contamination: the Aire and Calder (the rivers which support very high concentrations of wool processing industries) had higher concentrations (averaging ~3 ng/l) than the Don and Trent (~1 ng/l). The average flux of dieldrin from these rivers into the Humber estuary was 9.8 g/day, with the Aire (of which the Calder is a tributary) and the Trent contributing almost equally, with a smaller contribution from the Don. The Trent has the highest average flow, explaining its large contribution to dieldrin flux. Less detailed sampling of rivers from the north Humber catchment which drain predominantly rural areas had dieldrin concentrations similar to the heavily industrialized southern catchment rivers. This suggests that dieldrin from agronomic and domestic usage may be more persistent than the pollution caused by textile processing industries. Evidence is presented to suggest that the principle dieldrin sources to the Humber catchments are sewage treatment plants, and that the dieldrin sources are in rapid equilibrium with the water column. (C) 2000 Elsevier Science B.V.

Detection of non-steroidal anti-inflammatory drugs in aqueous effluents using ionic liquids

Significant improvements in human health have been achieved through the increased consumption of pharmaceutical drugs. However, most of these active pharmaceutical ingredients (APIs) are excreted by mammals (in a metabolized or unchanged form) into the environment. The presence of residual amounts of these contaminants was already confirmed in aqueous streams since treatment processes either wastewater treatment plants (WWTPs) or sewage treatment plants (STPs) are not specifically designed for this type of pollutants. Although they are present in aqueous effluents, they are usually at very low concentrations, most of the times below the detection limits of analytical equipment used for their quantification, hindering their accurate monitoring. Therefore, the development of a pre-concentration technique in order to accurately quantify and monitor these components in aqueous streams is of major relevance. This work addresses the use of liquid-liquid equilibria, applying ionic liquids (ILs), for the extraction and concentration of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) from aqueous effluents. Particularly, aqueous biphasic systems (ABSs) composed of ILs and potassium citrate were investigated in the extraction and concentration of naproxen, diclofenac and ketoprofen from aqueous media. Both the extraction efficiency and concentration factor achievable by these systems was determined and evaluated. Within the best conditions, extraction efficiencies of 99.4% and concentration factors up to 13 times were obtained.

Avaliação ecotoxicológica de solos contaminados por ibuprofeno

Os produtos farmacêuticos são substâncias químicas muito utilizados em medicina, veterinária e ainda na agricultura. Nos anos 90, foi descoberta a presença de fármacos em meio aquático, verificando-se que a sua remoção nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) não era completa. Durante as duas últimas décadas foi identificada a presença de mais de oitenta compostos no meio ambiente e actualmente são considerados poluentes emergentes. Podem contaminar solos e águas, depois de serem usados e excretados (inalterados ou metabolizados) por humanos e animais, ou quando são indevidamente lançados directamente no meio ambiente. Os estudos ecotoxicológicos efectuados com estes poluentes têm sido direccionados, sobretudo, para as águas, existindo uma ausência de trabalhos sobre solos. O Ibuprofeno (IB) é um anti-inflamatório não esteróide, utilizado também como analgésico e antipirético, sendo um dos produtos farmacêuticos mais vendidos em todo o mundo, o que justifica a sua forte presença no meio ambiente. Por isso, e dada a ausência de trabalhos ecotoxicológicos de solos contaminados por fármacos, o IB foi o produto farmacêutico selecionado para a realização deste trabalho. A ecotoxicidade pode ser avaliada através de bioensaios. Estes têm a capacidade de avaliar a toxicidade de uma determinada substância de forma global, usando organismos vivos que funcionam como bio-indicadores. O presente trabalho tem como objectivos avaliar o impacte causado nos solos pelo IB, testar a toxicidade de dois processos de descontaminação para remover o referido fármaco dos solos assim como avaliar a toxicidade provocada por águas residuais, de três unidades hospitalares e de uma indústria farmacêutica. Esta avaliação foi efectuada através de ensaios de toxicidade aguda de germinação e de alongamento de raiz de sementes de alface, variedade bola de manteiga (Lactuca sativa), em solo arenoso. Os ensaios de ecotoxicidade aguda em solos contaminados por IB foram realizados para uma gama de concentrações entre 0,1 e 1000 μg/L. Verificou-se uma redução do número de sementes germinadas e do comprimento médio da planta no solo contaminado com 0,5 e 20 μg/L de IB. No solo contaminado com 1000 μg/L de IB observou-se uma redução da germinação, acompanhada por uma indução de crescimento da raiz da espécie Lactuca sativa. Os dois tratamentos de descontaminação de solos, reagente de Fenton e Nanopartículas de ferro zero valente, revelaram toxicidade, tendo-se obtido uma percentagem de germinação entre 32,2 ± 3,5 e 48,5 ± 6,2 e inibição do crescimento da raiz do organismo teste em cerca de 85,0 %. Em relação às águas residuais hospitalares verificou-se uma redução da percentagem de germinação entre 31,1 ± 5,0 e 72,3 ± 12,4 e uma inibição do crescimento da raiz situada entre 13,0 ± 6,4 e 20,2 ± 10,0 %. Para a água residual industrial ocorreu uma inibição da percentagem de germinação de 60,5 ± 13,1, contudo nas plantas germinadas observou-se uma indução do crescimento da raiz de 14,9 ± 7,7 %.

Assessment of groundwater contamination in an agricultural peri-urban area (NW Portugal): an integrated approach

The excessive use of pesticides and fertilisers in agriculture has generated a decrease in groundwater and surface water quality in many regions of the EU, constituting a hazard for human health and the environment. Besides, on-site sewage disposal is an important source of groundwater contamination in urban and peri-urban areas. The assessment of groundwater vulnerability to contamination is an important tool to fulfil the demands of EU Directives. The purpose of this study is to assess the groundwater vulnerability to contamination related mainly to agricultural activities in a peri-urban area (Vila do Conde, NW Portugal). The hydrogeological framework is characterised mainly by fissured granitic basement and sedimentary cover. Water samples were collected and analysed for temperature, pH, electrical conductivity, chloride, phosphate, nitrate and nitrite. An evaluation of groundwater vulnerability to contamination was applied (GOD-S, Pesticide DRASTIC-Fm, SINTACS and SI) and the potential nitrate contamination risk was assessed, both on a hydrogeological GIS-based mapping. A principal component analysis was performed to characterised patterns of relationship among groundwater contamination, vulnerability, and the hydrogeological setting assessed. Levels of nitrate above legislation limits were detected in 75 % of the samples analysed. Alluvia units showed the highest nitrate concentrations and also the highest vulnerability and risk. Nitrate contamination is a serious problem affecting groundwater, particularly shallow aquifers, especially due to agriculture activities, livestock and cesspools. GIS-based cartography provided an accurate way to improve knowledge on water circulation models and global functioning of local aquifer systems. Finally, this study highlights the adequacy of an integrated approach, combining hydrogeochemical data, vulnerability assessments and multivariate analysis, to understand groundwater processes in peri-urban areas.

Devenir environnemental des antidépresseurs dans les rejets urbains par chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem

Les troubles reliés à la dépression, l’épuisement professionnel et l’anxiété sont de plus en plus répandus dans notre société moderne. La consommation croissante d’antidépresseurs dans les différents pays du monde est responsable de la récente détection de résidus à l’état de traces dans les rejets urbains municipaux. Ainsi, ces substances dites « émergentes » qui possèdent une activité pharmacologique destinée à la régulation de certains neurotransmetteurs dans le cerveau suscitent maintenant de nombreuses inquiétudes de la part de la communauté scientifique. L’objectif principal de ce projet de doctorat a été de mieux comprendre le devenir de plusieurs classes d’antidépresseurs présents dans diverses matrices environnementales (i.e. eaux de surfaces, eaux usées, boues de traitement, tissus biologiques) en développant de nouvelles méthodes analytiques fiables capables de les détecter, quantifier et confirmer par chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-QqQMS, LC-QqToFMS). Une première étude complétée à la station d’épuration de la ville de Montréal a permis de confirmer la présence de six antidépresseurs et quatre métabolites N-desmethyl dans les affluents (2 - 330 ng L-1). Pour ce traitement primaire (physico-chimique), de faibles taux d’enlèvement (≤ 15%) ont été obtenus. Des concentrations d’antidépresseurs atteignant près de 100 ng L-1 ont également été détectées dans le fleuve St-Laurent à 0.5 km du point de rejet de la station d’épuration. Une seconde étude menée à la même station a permis l’extraction sélective d’antidépresseurs dans trois tissus (i.e. foie, cerveau et filet) de truites mouchetées juvéniles exposées à différentes concentrations d’effluent dilué traité et non-traité à l’ozone. Un certain potentiel de bioaccumulation dans les tissus (0.08-10 ng g-1) a été observé pour les spécimens exposés à l’effluent non-traité (20% v/v) avec distribution majoritaire dans le foie et le cerveau. Une intéressante corrélation a été établie entre les concentrations de trois antidépresseurs dans le cerveau et l’activité d’un biomarqueur d’exposition (i.e. pompe N/K ATPase impliquée dans la régulation de la sérotonine) mesurée à partir de synaptosomes de truites exposées aux effluents. Une investigation de l’efficacité de plusieurs stations d’épuration canadiennes opérant différents types de traitements a permis de constater que les traitements secondaires (biologiques) étaient plus performants que ceux primaires (physico-chimiques) pour enlever les antidépresseurs (taux moyen d’enlèvement : 30%). Les teneurs les plus élevées dans les boues traitées (biosolides) ont été obtenues avec le citalopram (1033 ng g-1), la venlafaxine (833 ng g-1) et l’amitriptyline (78 ng g-1). Des coefficients de sorption expérimentaux (Kd) calculés pour chacun des antidépresseurs ont permis d’estimer une grande sorption des composés sertraline, desméthylsertraline, paroxetine et fluoxetine sur les solides (log Kd > 4). Finalement, un excellent taux d’enlèvement moyen de 88% a été obtenu après ozonation (5 mg L-1) d’un effluent primaire. Toutefois, la caractérisation de nouveaux sous-produits N-oxyde (venlafaxine, desmethylvenlafaxine) par spectrométrie de masse à haute résolution (LC-QqToFMS) dans l’effluent traité à l’ozone a mis en lumière la possibilité de formation de multiples composés polaires de toxicité inconnue.