Aquatic Toxicity Of Dyes Before And After Photo-fenton Treatment.

This study evaluated the ecotoxicity of five dyes to freshwater organisms before and during their photo-Fenton degradation. EC50 (48h) of the five tested dyes ranged from of 6.9 to >1000mgL(-1) for Daphnia similis. In the chronic tests IC50 (72h) varied from 65 to >100mgL(-1) for Pseudokirchneriella subcapitata and IC50 (8 days) from 0.5 to 410mgL(-1) for Ceriodaphnia dubia. Toxicity tests revealed that although the applied treatment was effective for decolorization of the dye, the partial mineralization may be responsible for the presence of degradation products which can be either more toxic than the original dye, as is the case of Vat Green 3 and Reactive Black 5, lead to initially toxic products which may be further degraded to non toxic products (acid Orange 7 and Food Red 17), or generate non toxic products as in the case of Food Yellow 3. The results highlighted the importance of assessing both acute and chronic toxicity tests of treated sample before effluent discharge.

TOXICITY EVALUATION AS A TOOL TO ASSES THE PERFORMANCE OF AN ANAEROBIC IMMOBILIZED BIOMASS REACTOR

Effluents from pulp mill are usually toxic and mutagenic. This characteristic is mainly a consequence of xenobiotic compounds that are formed during the process. Global parameters such as chemical oxidation demand, total organic carbon and others, do not permit identify whether the toxic potential was remedied by the treatments or not. The objective of this research was to evaluate the performance of an horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor (HAIB) treating the bleaching effluent from a Kraft pulp mill using toxicological (Daphnia similis - Ceriodaphnia sdvestrii) mutagenicity and citotoxicological assays (Allium cepa L). The results showed high sensibility of the test-organisms and capability of the anaerobic reactor to remove compounds that are exerting toxic and mutagenic effects. The bioassays represented an attractive alternative to water quality analyzes and the performance evaluation of treatments.

Rural and Urban Streams: Anthropogenic Influences and Impacts on Water and Sediment Quality

The Pirapo river watershed (Parana State, Brazil) compounds a relatively industrialized and urbanized region, undergoing great pressure from the discharge of industrial, agricultural and domestic wastes. We evaluated the environmental quality of ten streams belonging to this watershed in April and June 2008 by performing acute and chronic toxicity tests with Daphnia similis and Ceriodaphnia silvestrii from water and sediment samples. We tested the hypothesis that the streams located in urban areas are more exposed to the influence of pollutants, than those outside the city limits. In addition, we obtained the measures of physical and chemical parameters, and identified the main polluted sources. Contrary to what was expected, the rural streams were more toxic than those located in urban area. These results demonstrate that the water bodies located in rural areas are being affected by the pollution of aquatic ecosystems as far as those found in urban areas, requiring the same attention of environmental managers in relation to its monitoring.

Biodegradability and toxicity assessment of bleach plant effluents treated anaerobically

As part of an experimental project on the treatment of bleach plant effluents the results of biodegradability and toxicity assessment of effluents from a bench-scale horizontal anaerobic immobilized bioreactor (HAIB) are discussed in this paper. The biodegradability of the bleach plant effluents from a Kraft pulp mill treated in the HAIB was evaluated using the modified Zahn-Wellens test. The inoculum came from a pulp mill wastewater treatment plant and the dissolved organic carbon (DOC) was used as the indicator of organic matter removal. The acute and chronic toxicity removal during the anaerobic treatment was estimated using Daphnia similis and Ceriodaphnia silvestrii respectively. Moreover, the evaluation of chromosome aberrations (CA), micronucleus frequencies (MN) and mitotic index (IM) in Allium cepa cells were used as genotoxicity indicators. The results indicate that the effluents from the anaerobic reactor are amenable to aerobic polishing. Acute and chronic toxicity were reduced by 90 and 81%, respectively. The largest CA and MN incidence in the meristematic cells of A. cepa were observed after exposure to the raw bleach plant effluent. The HAIB was able to reduce the acute and chronic toxicity as well as chromosome aberrations and the occurrence of micronucleus.

Toxicity and recalcitrant compound removal from bleaching pulp plant effluents by an integrated system: anaerobic packed-bed bioreactor and ozone

Effluents originated in cellulose pulp manufacturing processes are usually toxic and recalcitrant, specially the bleaching effluents, which exhibit high contents of aromatic compounds (e.g. residual lignin derivates). Although biological processes are normally used, their efficiency for the removal of toxic lignin derivates is low. The toxicity and recalcitrance of a bleached Kraft pulp mill were assessed through bioassays and ultraviolet absorption measurements, i.e. acid soluble lignin (ASL), UV(280), and specific ultraviolet absorption (SUVA), before and after treatment by an integrated system comprised of an anaerobic packed-bed bioreactor and oxidation step with ozone. Furthermore, adsorbable organic halides (AOX) were measured. The results demonstrated not only that the toxic recalcitrant compounds can be removed successfully using integrated system, but also the ultraviolet absorption measurements can be an interesting control-parameter in a wastewater treatment.

Electrochemical treatment of tannery wastewater using DSA (R) electrodes

In this work we studied the electrochemical treatment of a tannery wastewater using dimensionally stable anodes (DSA (R)) containing tin, iridium, ruthenium, and titanium. The electrodes were prepared by thermal decomposition of the polymeric precursors. The electrolyses were performed under galvanostatic conditions, at room temperature. Effects of the oxide composition, current density, and effluent conductivity were investigated, and the current efficiency was calculated as a function of the time for the performed electrolyses. Results showed that all the studied electrodes led to a decrease in the content of both total phenolic compounds and total organic carbon (TOC), as well as lower absorbance in the UV-vis region. Toxicity tests using Daphnia similis demonstrated that the electrochemical treatment reduced the wastewater toxicity. The use of DSA (R) type electrodes in the electrochemical treatment of tannery wastewater proved to be useful since it can promote a decrease in total phenolic compounds, TOC, absorbance, and toxicity. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effect of chloride concentration on the electrochemical treatment of a synthetic tannery wastewater

The electrochemical treatment of a synthetic tannery wastewater prepared with 30 compounds used in animal skin processing was studied. Electrolyses were performed in a one-compartment flow cell at a current density of 20 mA cm(-2), using a dimensionally stable anode (DSA (R)) of composition Ti/Ir(0.10)Sn(0.90)O(2) as the working electrode. Effects of chloride concentration and presence of sulfate were evaluated. Variation in the concentration of phenolic compounds as a function of electrolysis time revealed a first-order exponential decay; faster phenol removals were obtained with increasing chloride concentration in the wastewater. Lower phenol removals were obtained in the presence of sulfate. Higher chloride concentrations led to a faster decrease in total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD), and absorbance values at 228 nm. Faster wastewater color removal, higher current efficiency and lower energy consumption were also obtained. This electrochemical treatment was also able to reduce the wastewater toxicity for Daphnia similis. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Avaliação ecotoxicológica preliminar das águas das bacias hidrográficas dos rios Tarumã, São Raimundo e Educandos

As Bacias hidrográficas dos riosTarumã, São Raimundo e Educandos e seus afluentes estão sendo impactados, devido as influências antrópicas. Neste estudo foi realizada uma avaliação da toxicidade das águas destes ecossistemas, através de testes de toxicidade aguda com Daphnia similis e análises físico-químicas. Os resultados obtidos demostraram um maior efeito deletério sobre D. similis, nas amostras da microbacia Tarumã.

Reproducing the organic matter model of anthropogenic dark earth of Amazonia and testing the ecotoxicity of functionalized charcoal compounds

The objective of this work was to obtain organic compounds similar to the ones found in the organic matter of anthropogenic dark earth of Amazonia (ADE) using a chemical functionalization procedure on activated charcoal, as well as to determine their ecotoxicity. Based on the study of the organic matter from ADE, an organic model was proposed and an attempt to reproduce it was described. Activated charcoal was oxidized with the use of sodium hypochlorite at different concentrations. Nuclear magnetic resonance was performed to verify if the spectra of the obtained products were similar to the ones of humic acids from ADE. The similarity between spectra indicated that the obtained products were polycondensed aromatic structures with carboxyl groups: a soil amendment that can contribute to soil fertility and to its sustainable use. An ecotoxicological test with Daphnia similis was performed on the more soluble fraction (fulvic acids) of the produced soil amendment. Aryl chloride was formed during the synthesis of the organic compounds from activated charcoal functionalization and partially removed through a purification process. However, it is probable that some aryl chloride remained in the final product, since the ecotoxicological test indicated that the chemical functionalized soil amendment is moderately toxic.

Eletrólise de resíduos poluidores: I - Efluente de uma indústria liofilizadora de condimentos

Wastewater from a seasoning freeze-drying industry was electrolysed to increase its biodegradability. Stainless-steel electrodes were used at 9.09 A/m², for up to 80 min. Conductivity, pH, biochemical (BOD) and chemical (COD) oxygen demands, Daphnia similis acute toxicity bioassays, and bacteria counting through the plate count agar method were determined after different times of electrolysis. The results (e.g. higher BOD and lower COD) showed that the biodegradability of the wastewater was significantly increased; furthermore, Fe2+ ions liberated by the electrodes cause microorganisms to die and, when oxidised to Fe3+, contribute for the flocculation and sedimentation of solid residues.

Alternativas para a aplicação de coagulante vegetal à base de tanino no tratamento do efluente de uma lavanderia industrial

A lavagem de roupas é um importante serviço para a sociedade moderna. Os efluentes de lavanderias industriais, de maneira geral, contêm sujeiras removidas das roupas e substâncias adicionadas na lavagem que normalmente são tratados por processo físicoquímico de coagulação/floculação/sedimentação. Os sais de alumínio e os produtos convencionalmente empregados para a correção do pH são agentes inorgânicos não biodegradáveis que acrescentam elementos químicos à água ou ao lodo. Como principal dificuldade do processo destaca-se o lodo inorgânico gerado, de difícil manuseio por parte das empresas em função do volume gerado e do elevado teor de umidade. O objetivo geral da presente da pesquisa foi avaliar a aplicabilidade e a eficiência do uso de um coagulante vegetal, basicamente tanino modificado pela reação de Mannich, no tratamento do efluente de uma lavanderia industrial. Realizaram-se estudos de coagulação/floculação com reagentes tradicionais (sulfato de alumínio e poliacrilamida catiônica), coagulação/floculação com um coagulante alternativo (tanino catiônico e poliacrilamida aniônica) e adsorção/coagulação/floculação (carvão ativado em pó, tanino catiônico e poliacrilamida aniônica). A dosagem de reagentes foi otimizada através de “Teste de Jarros” e a eficiência de cada uma das alternativas foi avaliada em termos de remoção de sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos, turbidez, DQO e surfactantes. Analisou-se a contribuição de cada um destes processos em termos de ânions cloretos e sulfatos residual bem como a toxicidade aguda para populações do microcrustáceo Daphnia similis e do peixe Pimephales promelas. A massa e o volume de lodo gerado em cada processo foi quantificado e o lodo caracterizado em termos de sua periculosidade conforme a NBR 10.004 e comportamento termogravimétrico Os resultados demonstram que, em termos da legislação vigente, o efluente bruto não atende aos padrões de carga orgânica (DQO) e surfactantes. Os ensaios ecotoxicológicos indicam que o efluente pode ser considerado extremamente tóxico para o microcrustáceo Daphnia similis, como para o peixe Pimephales promelas. O tratamento do efluente realizado por coagulação/floculação usando o tanino catiônico como agente coagulante remove os sólidos suspensos e uma fração considerável da carga orgânica e de surfactantes. Em termos da legislação vigente, o efluente somente não atende ao padrão referente ao lançamento de surfactantes. Os ensaios ecotoxicológicos indicam que efluente passa a ser considerado pouco tóxico para a Daphnia similis e ainda tóxico para o peixe Pimephales promelas. O tratamento do efluente por heteroagregação entre carvão ativado, tanino catiônico e polímero floculante permite remover os sólidos suspensos, e níveis mais significativos de carga orgânica e de surfactantes, atendendo a todos padrões de lançamento exigidos para este tipo de efluente. Os ensaios ecotoxicológicos indicam que efluente passa a ser considerado não tóxico para a Daphnia similis e para a Pimephales promelas. O lodo gerado com o uso do tanino catiônico como agente coagulante é classificado como um resíduo Não Inerte - Classe II conforme a NBR 10.004, unicamente devido ao fato de exceder a concentração de surfactantes no ensaio de solubilização conforme a NBR 10.006. O lodo apresenta ainda um alto teor de matéria orgânica, o que facilita a sua eliminação por tratamento térmico ou biológico Comparado ao agente coagulante tradicionalmente empregado para tal fim, o sulfato de alumínio, o tanino catiônico apresentou resultados em relação a qualidade do efluente tratado muito parecidos. Entretanto, pode-se citar algumas evidentes vantagens: menor custo, uso de uma matéria prima renovável, menor contribuição de ânions sulfatos ao efluente final, menor geração de massa de lodo, e obtenção de um lodo orgânico com maior facilidade de eliminação. Esses fatores todos permitem concluir que a substituição do sulfato de alumínio pelo tanino catiônico contribui para um processo de tratamento de efluentes mais limpo.

Bioremediation of Dyes in Textile Effluents by Aspergillus oryzae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Microbiological and physicochemical treatments applied to metallurgic industry aiming water reuse

Estudou-se o reuso de água de um sistema composto por estação de tratamento de esgoto (ETE) com aeração prolongada e lodo ativado, e em uma estação compacta de tratamento de água (ECTA) de uma indústria metalúrgica. Os processos para obtenção da água de reuso foram: microbiológico e físico-químico. O esgoto doméstico foi bombeado para a ETE, onde houve formação de flocos biológicos e água clarificada. Avaliou-se a eficiência do processo microbiológico da ETE mediante a remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e sólidos sedimentáveis (SS). A eficiência do processo físico-químico de clarificação e desinfecção foi avaliada mediante análises de pH, turbidez, cor, contagem de bactérias heterotróficas aeróbias, cloro livre, dureza, alcalinidade, cloretos, sulfatos, sólidos totais dissolvidos (STD). Na água de reuso além desses parâmetros avaliou-se a toxicidade aguda ao microcrustáceo Daphnia similis.

Eletrólise de resíduos poluidores: I - Efluente de uma indústria liofilizadora de condimentos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Laboratory study on the bioremediation of diesel oil contaminated soil from a petrol station

O objetivo do presente estudo foi investigar possíveis métodos para aumentar a taxa de biodegradação aeróbia de hidrocarbonetos (tratamentos ex-situ). Neste trabalho, processos de biorremediação foram aplicados a um solo arenoso com alto nível de contaminação ocasionada por um vazamento de um tanque de armazenamento de óleo diesel subterrâneo em um posto de combustíveis. Experimentos em escala laboratorial (respirômetros de Bartha) foram utilizados para avaliar a biodegradação do óleo diesel. Estímulo da biodegradação foi realizado utilizando-se as técnicas de bioestímulo (adição de soluções de nitrogênio e fósforo ou surfactante Tween 80) e de bioaumento (consórcio bacteriano isolado de um sistema de landfarming). Para investigar as interações entre os fatores otimizadores, e encontrar a melhor combinação entre esses agentes, o estudo foi baseado em um delineamento experimental fatorial completo. A eficiência de biodegradação foi simultaneamente medida com dois métodos: respirométrico (produção de CO2 microbiano) e cromatografia gasosa. Testes de toxicidade aguda com Daphnia similis foram aplicados para examinar a eficiência dos processos em termos de geração de produtos menos tóxicos. Resultados mostraram que todas as estratégias de biorremediação aceleraram a biorremediação natural do solo contaminado e os melhores resultados foram obtidos quando os tratamentos tinham adição de nutrientes. Dados respirométricos indicaram uma máxima mineralização de hidrocarbonetos de 19,8%, obtida com a combinação dos três agentes, com uma remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) de 45,5% em 55 dias de tratamento. No final dos experimentos, duas espécies predominantes de bactéria foram isoladas e identificadas como Staphylococcus hominis e Kocuria palustris.