Eliminación de compuestos causantes de olores mediante adsorbentes/catalizadores obtenidos a partir de lodos de depuradora

El aumento de la cantidad de lodos y las dificultades inherentes a su aplicación agrícola y/o disposición en vertederos, hace necesario encontrar nuevas alternativas para su gestión. A nivel europeo, hoy en día se tiende hacia la aplicación de tratamientos térmicos (incineración, pirólisis y gasificación) que permiten una valoración energética de los lodos, si bien generan un residuo sólido que sigue siendo necesario gestionar. El problema medioambiental provocado por (malos) olores resulta difícil de abordar de una manera genérica, teniendo en consideración la propia naturaleza del olor y sus posibles causas. Los olores en las EDARs son provocados básicamente por la degradación de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas y se detectan en todas las operaciones unitarias en diferentes niveles de concentración. Esta tesis incidiendo en ambos aspectos, tiene por objeto investigar la valorización de lodos como materiales precursores de adsorbentes/ catalizadores para la eliminación de olores en el entorno de las EDARs, maximizando la reutilización de los lodos. Para la realización de los experimentos se han seleccionado lodos procedentes de tres EDARs situadas en la región de Girona (SC, SB, SL) que difieren en cuanto al tratamiento de los lodos. Ambas muestras han sido caracterizadas con el fin de determinar las diferencias más importantes en los lodos de partida. Los parámetros de caracterización incluyen el análisis de composición química (análisis elemental e inmediato, determinación contenido en cenizas, medida pH, DRX, FT-IR, SEM / EDX) así como análisis de superficie (adsorción de N2 y CO2). En primer lugar los lodos caracterizados han sido sometidos a diferentes tratamientos térmicos de gasificación y pirólisis y los adsorbentes/ catalizadores obtenidos se han probado como adsorbentes para la eliminación de H2S. Como consecuencia de este estudio, se ha desechado el uso de uno de lodos (SC) puesto que se obtenían resultados muy similares a (SB), a continuación el estudio se centró en el lodo de SL. Con este objetivo se han preparado 12 muestras 6 de ellas pirolizadas y 6 gasificadas en el rango de temperaturas que comprende 600-1100 ºC. Posteriormente las muestras han sido caracterizadas y se ha determinado la capacidad de eliminación (x/M) del H2S. Los resultados muestran que hemos sido capaces de obtener unos materiales que si bien, presentan un bajo desarrollo de porosidad dan lugar a valores de capacidades de eliminación elevados y comparables a carbones y materiales adsorbentes comerciales (Centaur, Sorbalit). Las elevadas eficiencias de eliminación se atribuyen básicamente a la presencia de especies catalíticamente activas tales como los óxidos mixtos de calcio y hierro determinados por DRX en las muestras tratadas térmicamente. El segundo bloque de resultados se centra la mejora de las propiedades texturales de estos materiales adsorbentes. Con este objetivo se llevaron acabo procesos de activación física con CO2 y química con H3PO4 e hidróxidos alcalinos (NaOH y KOH), que hasta el momento no se había probado con este tipo de precursores. Los resultados indican que la activación física (CO2) y química (H3PO4) no son unos buenos métodos para la obtención de adsorbentes altamente porosos con este tipo de materia prima bajo las condiciones probadas, sin embargo la activación con hidróxidos alcalinos da lugar a materiales adsorbentes con superficies específicas de hasta 1600 m2g-1. En el caso de la activación con hidróxidos, tanto el incremento de la relación agente activante/ precursor como el incremento de la temperatura producen un descenso del rendimiento, al mismo tiempo que incrementan el valor de SBET. Los materiales resultantes de la activación con hidróxidos alcalinos se han probado como adsorbentes/ catalizadores para la eliminación de H2S. Los resultados indican que un incremento del área superficial no es indicativo de un aumento de la capacidad de eliminación dada la naturaleza ácida de estos materiales obtenidos. Con el fin de contrarrestar el efecto ácido de estos materiales se han realizado los mismos ensayos añadiendo NaOH al lecho de reacción llegando a valores de x/M de hasta 450 mgg-1. Posteriormente también se han realizado ensayos de eliminación de NH3 con algunas de estas muestras, y los resultados obtenidos de x/M son del orden de carbones activados comerciales. Los materiales adsorbentes obtenidos tras la activación con hidróxidos alcalinos se convierten en materiales muy atractivos para ser utilizados como adsorbentes/ catalizadores de múltiples contaminantes (COVs, Hg...).

The role of calcite and gypsum in the leaching of potassium in a sandy soil

Pulses of potassium (K+) applied to columns of repacked calcium (Ca2+) saturated soil were leached with distilled water or calcium chloride (CaCl2) solutions of various concentrations at a rate of 12 mm h(-1). With increased Ca2+ concentration, the rate of movement of K+ increased, as did the concentration of K+ in the displaced pulse, which was less dispersed. The movement of K+ in calcite-amended soil leached with water was at a similar rate to that of the untreated soil leached with 1 mM CaCl2, and in soil containing gypsum, movement was similar to that leached with 15 mM CaCl2. The Ca2+ concentrations in the leachates were about 0.4 and 15 mM respectively the expected values for the dissolution of the two amendments. Soil containing native K+ was leached with distilled water or CaCl2 solutions. The amount of K+ leached increased as Ca2+ concentration increased, with up to 34% of the exchangeable K+ being removed in five pore volumes of 15 mM CaCl2. Soil amended with calcite and leached with water lost K+ at a rate between that for leaching the unamended soil with 1 mM CaCl2 and that with water. Soil containing gypsum and leached with water lost K+ at a similar rate to unamended soil leached with 15 mM CaCl2. The presence of Ca2+ in irrigation water and of soil minerals able to release Ca2+ are of importance in determining the amounts of K+ leached from soils. The LEACHM model predicted approximately the displacement of K+, and was more accurate with higher concentrations of displacing solution. The shortcomings of this model are its inability to account for rate-controlled processes and the assumption that K+:Ca2+ exchange during leaching can be described using a constant adsorption coefficient. As a result, the pulse is predicted to appear a little earlier and the following edge has less of a tail than chat measured. In practical agriculture, the model will be more useful in soils containing gypsum or leached with saline water than in either calcareous or non-calcareous soils leached with rainwater.

Sub-irrigation of Petunia: benefits in dry summers

With the increasing frequency and magnitude of warmer days during the summer in the UK, bedding plants which were a traditional part of the urban green landscape are perceived as unsustainable and water-demanding. During recent summers when bans on irrigation have been imposed, use and sales of bedding plants have dropped dramatically having a negative financial impact on the nursery industry. Retaining bedding species as a feature in public and even private spaces in future may be conditional on them being managed in a manner that minimises their water use. Using Petunia x hybrida ‘Hurrah White’ we aimed to discover which irrigation approach was the most efficient for maintaining plants’ ornamental quality (flower numbers, size and longevity), shoot and root growth under water deficit and periods of complete water withdrawal. Plants were grown from plugs for 51 days in wooden rhizotrons (0.35 m (h) x 0.1 m (w) x 0.065 m (d)); the rhizotrons’ front comprised clear Perspex which enabled us to monitor root growth closely. Irrigation treatments were: 1. watering with the amount which constitutes 50% of container capacity by conventional surface drip-irrigation (‘50% TOP’); 2. 50% as sub-irrigation at 10 cm depth (‘50% SUB’); 3. ‘split’ irrigation: 25% as surface drip- and 25% as sub-irrigation at 15 cm depth (‘25/25 SPLIT’); 4. 25% as conventional surface drip-irrigation (‘25% TOP’). Plants were irrigated daily at 18:00 apart from days 34-36 (inclusive) when water was withdrawn for all the treatments. Plants in ‘50% SUB’ had the most flowers and their size was comparable to that of ‘50% TOP’. Differences between treatments in other ‘quality’ parameters (height, shoot number) were biologically small. There was less root growth at deeper soil surface levels for ‘50% TOP’ which indicated that irrigation methods like ‘50% SUB’ and ‘25/25 SPLIT’ and stronger water deficits encouraged deeper root growth. It is suggested that sub-irrigation at 10 cm depth with water amounts of 50% container capacity would result in the most root growth with the maximum flowering for Petunia. Leaf stomatal conductance appeared to be most sensitive to the changes in substrate moisture content in the deepest part of the soil profile, where most roots were situated.

The consolidation and bond strength of rafted sea ice

The consolidation and bond strength of rafted sea ice were investigated through a series of experiments undertaken in the Ice Physics Laboratory at the UCL. To simulate a section of rafted sea ice, blocks of laboratory grown saline ice were stacked in an insulated tank with spacers between adjacent blocks to allow saline water to flood in. The rate of consolidation was then monitored using a combination of temperature readings recorded in the ice and liquid layer, salinity measurements of the liquid layer, and cores taken at specific times of interest. Two states of consolidation were observed: thermodynamic consolidation where the ice blocks were physically bonded but the bond strength was weak, and mechanical consolidation where the bond had reached full strength. Results showed that the rafted ice had physically bonded in less than a day, however it took many more days (6 to 30 depending on the environmental conditions) for the bond to reach maximum strength. Increasing the thickness of the ice, the salinity of the water and the inter-block gap size all increased the consolidation time. Once consolidated, ice cores were taken and sheared using the asymmetric four-point bending method to measure the strength of the bond between the ice blocks. These were then compared to the shear strength of solid ice blocks simulating level sea ice. Our results show that the shear strength of the bond between the rafted ice blocks is about 30% weaker than that of level ice.

Simulated last glacial maximum D14Catm and the deep glacial ocean carbon reservoir

∆14Catm has been estimated as 420 ± 80‰ (IntCal09) during the Last Glacial Maximum (LGM) compared to preindustrial times (0‰), but mechanisms explaining this difference are not yet resolved. ∆14Catm is a function of both cosmogenic production in the high atmosphere and of carbon cycling and partitioning in the Earth system. 10Be-based reconstructions show a contribution of the cosmogenic production term of only 200 ± 200‰ in the LGM. The remaining 220‰ have thus to be explained by changes in the carbon cycle. Recently, Bouttes et al. (2010, 2011) proposed to explain most of the difference in pCO2atm and δ13C between glacial and interglacial times as a result of brine-induced ocean stratification in the Southern Ocean. This mechanism involves the formation of very saline water masses that contribute to high carbon storage in the deep ocean. During glacial times, the sinking of brines is enhanced and more carbon is stored in the deep ocean, lowering pCO2atm. Moreover, the sinking of brines induces increased stratification in the Southern Ocean, which keeps the deep ocean well isolated from the surface. Such an isolated ocean reservoir would be characterized by a low ∆14C signature. Evidence of such 14C-depleted deep waters during the LGM has recently been found in the Southern Ocean (Skinner et al. 2010). The degassing of this carbon with low ∆14C would then reduce ∆14Catm throughout the deglaciation. We have further developed the CLIMBER-2 model to include a cosmogenic production of 14C as well as an interactive atmospheric 14C reservoir. We investigate the role of both the sinking of brine and cosmogenic production, alongside iron fertilization mechanisms, to explain changes in ∆14Catm during the last deglaciation. In our simulations, not only is the sinking of brine mechanism consistent with past ∆14C data, but it also explains most of the differences in pCO2atm and ∆14Catm between the LGM and preindustrial times. Finally, this study represents the first time to our knowledge that a model experiment explains glacial-interglacial differences in pCO2atm, δ13C, and ∆14C together with a coherent LGM climate.

Avaliação dos efeitos de um extrato bruto de cianobactérias contendo microcistinas sobre o desempenho reprodutivo e a embriofetotoxicidade de ratos

The presence of cyanobacterial blooms in reservoirs intended for supply to the population can create public health problems for many species could produce potentially toxic compounds and these are not eliminated in the conventional procedures used in water treatment plants. So even in amounts less than the maximum allowable limit imposed by MS, cyanotoxins can be present in drinking water distributed to the population, creating a chronic exposure. There is little information about the long-term effects of oral exposure to cyanotoxins. This work aimed to show the exposure orally (v.o) of animals to a crude extract of cyanobacteria containing cyanotoxins to evaluate the reproductive performance of pregnant rats and their offspring and fertility of male rats. The presence of microcystins (MCs) in samples collected during the flowering processes in freshwater reservoirs in the Rio Grande do Norte, was analyzed by enzyme immunoassay and its variants have been identified and quantified by chromatographic methods. It was observed that by administration v.o. cyanobacterial extract containing MCs (40, 100 or 250 ng of MCs / kg / day) did not cause systemic toxicity in adult rats or effect on reproductive performance of male and female rats treated. It was also not observed any changes in skeletal study in the offspring of pregnant rats treated with the extract above. Because the solutions used contained MCs in a concentration equal to or greater than the tolerable daily intake for MCs, the results suggest, therefore, that the development of this work contributed to better assess public health risk as the oral exposure to cyanotoxins, increasing thus the credibility of the maximum allowable limit (LMP) of MCs in drinking water distributed to the population of several countries that use the LMP established by WHO in its legislation

Effect of Salinity on Larval Rearing of Pacu, Piaractus mesopotamicus, a Freshwater Species

The aim of this study was to evaluate the growth and survival of pacu, Piaractus mesopotamicus, larvae reared in different salinities and to determine the Artemia nauplii life span in freshwater and in saline water. First feeding 5-d-old pacu larvae were reared in freshwater or at 2, 4, 6, 8, 10, 12, and 14 ppt salinities. The larvae were reared in 1.5-L aquaria at a density of 10 larvae/L with three replicates per treatment. After 10 d of rearing, significant differences (P < 0.05) were observed for growth and survival. Larval growth was higher at 2 and 4 ppt, and survival at 2 ppt was 100%. In freshwater and at 4, 6 and 8 ppt, the survival was 91.1, 93.3, 73.3, and 39.9%, respectively. At higher salinities, there was 100% mortality after 2 h (12 and 14 ppt) and 8 h (10 ppt) of exposure. The slightly saline water of at least 2 ppt increased the Artemia nauplii life span compared to the life span in freshwater. Later, in a second trial, 5-d-old pacu larvae were reared in freshwater and at 2 and 4 ppt salinities during the first 5 or 10 d of active feeding, and then the fish were transferred to freshwater. At the end of 15 d, larval growth was lower in freshwater (42 mg) than in treatments 2 and 4 ppt (5963 mg). The abrupt transfer of fish from freshwater to slightly saline water and the return to freshwater did not affect the survival rates (8997%). The larvae were able to adapt to these saline environments and handle abrupt changes in salt concentration. We concluded that salinity concentration of 2 ppt can be used for pacu larval rearing, allowing the Artemia nauplii lifetime to last longer and cause faster fish growth.

Declínio dos citros: algo a ver com o sistema de produção de mudas cítricas?

Na atualidade, a citricultura paulista enfrenta sérios problemas com o surgimento de novas enfermidades limitantes ao processo produtivo. Uma das alternativas para prevenir essas enfermidades é, seguramente, a produção de mudas certificadas, com borbulhas e sementes de assegurada qualidade genética e sanitária, produzidas em containers ou sacos plásticos, sob fiscalização dos órgãos competentes, garantindo-se, assim, a sanidade das mesmas. No entanto, tem-se verificado que grande parte do processo operacional de produção de mudas cítricas foi parcialmente adaptado da produção de essências florestais (eucalipto), onde se insere, principalmente, o emprego de tubetes com comprimento de 12 cm. Tal prática desencadeia uma grave deformidade morfológica no sistema radical das mudas cítricas, reduzindo o seu potencial de crescimento, quando são plantadas a campo, em local definitivo. Como a principal causa desencadeadora do declínio dos citros parece ser o estresse hídrico, plantas oriundas desse sistema de produção de mudas, mostram-se muito mais vulneráveis ao estresse e, conseqüentemente, a esta anomalia. Como atualmente todas as mudas produzidas no Estado de São Paulo provêm desse sistema de produção, seguramente o declínio dos citros tenderá a ser, futuramente, muito mais freqüente e severo nos casos de combinações vulneráveis à sua ocorrência.

Interferência de plantas daninhas no cultivo da melancia

A cultura da melancia é uma atividade explorada regionalmente, sendo uma das mais importantes fontes de renda familiar de pequenos municípios do médio Paranapanema, onde mudanças significativas no processo produtivo são atualmente constatadas, passando de mão-de-obra intensiva para uso de tecnologias promissoras, como é o caso do manejo de plantas daninhas. Um experimento foi conduzido no município de Oscar Bressani (SP), em área de produção comercial, com objetivo de estudar a interferência de plantas daninhas, no cultivo da melancia, na safra 2002/2003. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com dez tratamentos e quatro repetições, representadas por parcelas com área útil de 18 m², contendo quatro plantas de melancia e infestação prevalecente das espécies Sidaspp, Brachiaria humidicola, Commelina benghalensise Portulaca oleracea. A infestação das plantas daninhas foi estimada através de amostragens aleatórias das parcelas utilizando-se quadro vazado de ferro com 0,5 m de lado. Os tratamentos constaram de testemunhas capinadas e sem capina e diferentes épocas de controle da infestação, de forma que a cultura foi mantida na presença ou ausência das plantas daninhas até 7; 14; 28; 56 e 63 dias após a sua emergência (DAE). A ocorrência do período inicial de convivência possível maior que o período final estabeleceu o Período Crítico de Prevenção da Interferência do 9º ao 13º dias (PCPI= 9-13 DAE). A redução média da produtividade em função da interferência das plantas daninhas durante todo o ciclo da melancia foi de 41,4%. As características diâmetro e espessura da casca dos frutos também foram influenciadas pela convivência com a infestação durante todo o ciclo com decréscimos, de 7,9% e 23,3%, respectivamente, em média, ao contrário do comprimento e diâmetro de ramas e do ºBrix da polpa dos frutos, onde não foram constatadas diferenças significativas.

Deposição de calda de pulverização sobre plantas de salvínia em função de pontas de pulverização e arranjos populacionais entre plantas de Aguapé e Alface-D'Água

Este trabalho teve como objetivo avaliar o depósito de calda pulverizada por dois tipos de pontas de pulverização sobre plantas de Salvinia auriculata dispostas em diferentes arranjos populacionais com plantas de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes. Um experimento foi conduzido em condições de caixas-d'água em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos foram 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 de cobertura da caixa-d'água pelas plantas de salvínia (100%); e as proporções entre plantas de salvínia e de aguapé ou alface-d'água 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%. 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 das soluções foi efetuada na mesma unidade experimental, com intervalo de 30 minutos entre si, com auxílio de um pulverizador costal pressurizado com CO2, calibrado de modo que proporcionasse volume de aplicação aproximado de 200 L ha-1. Não foram observadas diferenças estatísticas entre os tipos de pontas de pulverização nas diferentes proporções estudadas, exceto para depósitos totais de calda de pulverização nas plantas na condição de dominância total da salvínia, uma vez que a ponta ConeJet TXVK-8 foi superior à TeeJet DG 11002 VS. Os valores dos depósitos diminuíram com o aumento da proporção de plantas de aguapé na associação e foram na condição em que 25% de plantas de salvínia estiveram associadas a 75% de plantas de aguapé. A presença da espécie alface-d'água não influenciou a deposição de gotas sobre as folhas de salvínia.

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.

Sensibilidade a herbicidas de acessos de aguapé coletados em reservatórios do Estado de São Paulo

Com o objetivo de avaliar o efeito de herbicidas em diferentes acessos de aguapé coletados em reservatórios de hidrelétricas do Estado de São Paulo, foi realizado um estudo no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia da FCA-UNESP, campus de Botucatu. A escolha das plantas geneticamente diferentes foi feita com base em estudos de variabilidade genética, nos quais se utilizou a técnica de RAPD. Avaliou-se o efeito dos herbicidas imazapyr nas doses de 62,5 e 125,0 g e.a. ha-1, glyphosate a 1.680 e 3.360 g e.a. ha-1 + 0,5% V/V de Extravon, diquat a 480 e 960 g i.a. ha-1 e 2,4-D a 670 e 1.340 g e.a. ha-1. Os seis acessos escolhidos foram colocados em caixas plásticas de 28,0 x 14,0 x 12,0 cm, contendo 4 litros de água. A aplicação dos produtos foi realizada com um simulador de pulverização pressurizado com ar comprimido, equipado com barra de aplicação com quatro bicos de jato plano Teejet 110.02 VS. A pressão constante de trabalho foi de 1,6 bar, e o consumo de calda, de 193 L ha-1. A velocidade de aplicação foi de 3,69 km h-1. Durante as aplicações, a temperatura do ar foi de 25 ºC e a umidade relativa de 73%. Foram realizadas avaliações visuais de controle aos 3, 5, 7, 11, 21 e 28 dias, nas quais 0 consistiu em nenhum controle e 100 em morte de plantas. Todos os herbicidas e doses testados proporcionaram controle eficiente das plantas de aguapé, e os seis acessos estudados responderam de forma semelhante.

Efeito da adição de lodo de estação de tratamento de água (ETA) nas propriedades de material cerâmico estrutural

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

Efeito da degradação ambiental nas propriedades de cisalhamento de compósitos PPS/fibra de carbono

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

Avaliação hidrodinâmica de unidade piloto de floculação mecanizada

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)