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.

Changes in the phytoplankton

An article discussing changes observed in phytoplankton of the Lake District. An overview is given of previous phytoplankton studies undertaken in the area, detailing some changes found in various waterbodies. Water quality changes in Lake Windermere are mentioned, including the gradual increase of dissolved organic matter (DOM), believed to be caused by the increase of sewage to the lake. The lakes in the Alps are given as an example of a similar anthropogenic pollution scenario. The treatment of a Lake District tarn with bone meal is described. The article goes on to discuss the composition of plankton throughout the year under a variety of climatic conditions. A figure shows seasonal variation in the consistuents of phytoplankton in Windermere (north basin).

Turbulent buoyant jets into stratified or flowing ambient fluids

Theoretical and experimental studies were made on two classes of buoyant jet problems, namely:

1) an inclined, round buoyant yet in a stagnant environment with linear density-stratification;

2) a round buoyant jet in a uniform cross stream of homogenous density.

Using the integral technique of analysis, assuming similarity, predictions can be made for jet trajectory, widths, and dilution ratios, in a density-stratified or flowing environment. Such information is of great importance in the design of disposal systems for sewage effluent into the ocean or waste gases into the atmosphere.

The present study of a buoyant jet in a stagnant environment has extended the Morton type of analysis to cover the effect of the initial angle of discharge. Numerical solutions have been presented for a range of initial conditions. Laboratory experiments were conducted for photographic observations of the trajectories of dyed jets. In general the observed jet forms agreed well with the calculated trajectories and nominal half widths when the value of the entrainment coefficient was taken to be α = 0.082, as previously suggested by Morton.

The problem of a buoyant jet in a uniform cross stream was analyzed by assuming an entrainment mechanism based upon the vector difference between the characteristic jet velocity and the ambient velocity. The effect of the unbalanced pressure field on the sides of the jet flow was approximated by a gross drag term. Laboratory flume experiments with sinking jets which are directly analogous to buoyant jets were performed. Salt solutions were injected into fresh water at the free surface in a flume. The jet trajectories, dilution ratios and jet half widths were determined by conductivity measurements. The entrainment coefficient, α, and drag coefficient, C_d, were found from the observed jet trajectories and dilution ratios. In the ten cases studied where jet Froude number ranged from 10 to 80 and velocity ratio (jet: current) K from 4 to 16, α varied from 0.4 to 0.5 and C_d from 1.7 to 0.1. The jet mixing motion for distance within 250D was found to be dominated by the self-generated turbulence, rather than the free-stream turbulence. Similarity of concentration profiles has also been discussed.

Bassenthwaite Lake: a general assessment of environmental and biological features and their susceptibility to change

Bassenthwaite (Lake) is one of the larger Cumbrian lakes, certainly one of the most distinctive, and of considerable conservation and amenity value. Although its shores lack sizeable settlements, its main inflow receives sewage effluent from a major tourist centre (Keswick) and is subject to episodic floods. These influences, the growing development of leisure activities at the lake (e.g. sailing, time-share units), and recent road-construction, have led to past appraisals of ecological impacts and lake management. The lake has not been the subject of intense and long-term ecological study, but much scattered information exists that is relevant to future management decisions. In the present Report, commissioned by North West Water, such information - published and unpublished - is surveyed. Especial attention is given to evidence bearing on susceptibility to change, affecting the lake environment and its biota or species of conservation interest. Extensive use has been made of the results of a recent (1986-7) seasonal survey by the FBA.

A general assessment of environmental and biological features of Windermere and their susceptibility to change

Bassenthwaite (Lake) is one of the larger Cumbrian lakes, certainly one of the most distinctive, and of considerable conservation and amenity value. Although its shores lack sizeable settlements, its main inflow receives sewage effluent from a major tourist centre (Keswick) and is subject to episodic floods. These influences, the growing development of leisure activities at the lake (e.g. sailing, time-share units), and recent road-construction, have led to past appraisals of ecological impacts and lake management. The lake has not been the subject of intense and long-term ecological study, but much scattered information exists that is relevant to future management decisions. In the present Report, commissioned by North West Water, such information - published and unpublished - is surveyed. Especial attention is given to evidence bearing on susceptibility to change, affecting the lake environment and its biota or species of conservation interest. Extensive use has been made of the results of a recent (1986-7) seasonal survey by the FBA.

Scientific investigations into the eutrophication of the Norfolk Broads

The word ”Broads” is used to describe a series of relatively shallow lakes resulting from the flooding of medieval peat diggings. Broadland is essentially freshwater, but because the rivers have such low gradients the lower reaches are brackish. The influence of tide is particularly apparent on the River Yare; in Norwich 40 km from the sea there is a vertical movement of half a metre at spring tide. This study examines the problems that the broadlands are facing. The problems are basically the progressive loss of aquatic plants, in particular the macro- phytes, animal life, outbreaks of avian botulism, occasional fish kills due to a toxin produced by the blue-green alga Prymesium parvum and the emergence of very heavy algal blooms. The main factor for the deteriation of the Broaslands is the eutrophication resulting from enhanced nutrient inputs, in particular of nitrates and phosphates, from a variety of sources. The most important of these are sewage effluents, agricultural drainage, which includes fertilisers and nutrient rich effluents from piggeries and dairy un

Changes of water quality and sediment phosphorus of a small productive lake following decreased phosphorus loading

Esthwaite Water is the most productive or eutrophic lake in the English Lake District. Since 1945 its water quality has been determined from weekly or biweekly measurements of temperature, oxygen, plant nutrients and phytoplankton abundance. The lake receives phosphorus from its largely lowland-pasture catchment, sewage effluent from the villages of Hawkshead and Near Sawrey, and from a cage-culture fish farm. From 1986 phosphorus has been removed from the sewage effluent of Hawkshead which was considered to contribute between 47% and 67% of the total phosphorus loading to the lake. At the commencement of phosphorus removal regular measurements of phosphorus in the superficial 0-4 cm layer of lake sediment were made from cores collected at random sites. Since 1986 the mean annual concentration of alkali-extractable sediment phosphorus has decreased by 23%. This change is not significant at the 5% level but nearly so. There has been no marked change in water quality over this period. Summer dominance of blue-green algae which arose in the early 1980s after decline of the previous summer forms, Ceratium spp., has been maintained. Improvement in water quality is unlikely to be achieved at the present phosphorus loading.

Production of positive controls for calcivirus-specific PCR using recombinant baculiovirus technology

Recent advances in our knowledge of the genetic structure of human caliciviruses (HuCVs) and small round-structured viruses (SRSVs) have led to the development of polymerase chain reaction (PCR)-based molecular tests specific for these viruses. These methods have been developed to detect a number of human pathogenic viruses in environmental samples including water, sewage and shellfish. HuCVs and SRSVs are not culturable, and no animal model is currently available. Therefore there is no convenient method of preparing viruses for study or for reagent production. One problem facing those attempting to use PCR-based methods for the detection of HuCVs and SRSVs is the lack of a suitable positive control substrate. This is particularly important when screening complex samples in which the levels of inhibitors present may significantly interfere with amplificiation. Regions within the RNA polymerase regions of two genetically distinct human caliciviruses have been amplified and used to produce recombinant baculoviruses which express RNA corresponding to the calicivirus polymerase. This RNA is being investigated as a positive control substrate for PCR testing, using current diagnostic primer sets. Recombinant baculovirus technology will enable efficient and cost-effective production of large quantities of positive control RNA with a specific known genotype. We consider the development of these systems as essential for successful screening and monitoring applications.

Valoración del estado ecológico de la costa rocosa de Urdaibai (Bizkaia), mediante el estudio de fitobentos intermareal

Dentro de las medidas protectoras sobre la Reserva de la Biosfera de Urdaibai se encuentra el EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) de Lamiaran (Bermeo), que entrará en funcionamiento próximamente (otoño 2014). Para evaluar su impacto sobre el medio costero, el presente estudio realiza una primera valoración del estado ecológico de la costa abierta de la reserva mediante diversos parámetros del fitobentos intermareal. Se estableció una red de muestreo compuesta por dos localidades impactadas y cuatro control. En cada localidad se eligieron aleatoriamente dos estaciones y se muestrearon dos niveles en la zona intermareal inferior. Las localidades impactadas por aguas residuales reflejaban valores bajos de riqueza específica, cobertura, diversidad y cobertura de perennes junto a una mayor abundancia de especies estacionales de morfología simple. Sin embargo los análisis estadísticos no detectaron diferencias significativas entre ambos grupos de localidades (impactadas vs control) detectando únicamente diferencias significativas a nivel de estación, debido en gran medida al efecto de la dispersión de las unidades muestrales para los parámetros estudiados.

Mapeamento dos remanescentes de manguezal, a partir da interpretação de ortofotos coloridas, e análise dos vetores de pressão antrópica, como subsídio ao planejamento para conservação do ecossistema no Estado do Rio de Janeiro

Manguezal é um ecossistema costeiro que ocorre nas regiões tropicais e subtropicais do planeta, ocupando a zona entremarés dos oceanos, e sendo caracterizado pela presença de vegetação arbórea adaptada à condições adversas de salinidade, substrato, baixa oxigenação e submersão periódica. A pressão sobre os manguezais do Estado do Rio de Janeiro vem se intensificando nas últimas décadas, e estão associadas a vetores de pressão como os aterros, desmatamentos, queimadas, corte seletivo de madeira, captura predatória de moluscos e crustáceos, lançamento de efluentes de origens diversas, a superexplotação dos recursos pesqueiros e a utilização de técnicas e apetrechos inadequados. Considerando a inexistência de mapeamento integrado e atualizado dos remanescentes de manguezal, indicando sua localização e dimensionamento, o presente estudo veio suprir essa demanda, construindo uma ferramenta consistente para a análise dos principais vetores a que estão expostos, subsidiando a proposição de ações para a conservação e monitoramento desse ecossistema. Essas ações consideram a necessidade de preservação da biodiversidade, da manutenção da atividade pesqueira, da estabilidade da linha de costa, e da subsistência de diversas populações que habitam a região costeira. O mapeamento dos manguezais do Estado do Rio de Janeiro foi elaborado a partir da interpretação visual de ortofotografias coloridas do ano de 2005, na escala 1:10.000, tendo sido realizadas checagens de campo para identificação da verdade terrestre. Os remanescentes mapeados totalizam uma área de aproximadamente 17.720 ha, estando distribuídos por sete regiões hidrográficas localizadas na zona costeira fluminense. Esses ocorrem com mais freqüência, e com maiores dimensões, nas regiões da baía da Ilha Grande, Guandu(Sepetiba) e baía de Guanabara. O estudo contemplou ainda o levantamento e sistematização de dados cartográficos e de sensoriamento remoto, e a identificação e análise dos principais vetores de pressão que atuam sobre esses, a partir da adaptação da metodologia da Análise de Cadeia Causal. Nessa análise foram identificados como principais problemas ambientais dos manguezais fluminenses, a Modificação de habitats e comunidades, a Poluição, e a Exploração não sustentável dos recursos pesqueiros, todos associados aos diferentes vetores de pressão já relacionados. Por fim, foram apresentadas propostas de ações para subsidiar a implementação da Política Estadual para a Conservação dos Manguezais do Estado do Rio de Janeiro, contemplando os níveis operacional, de planejamento, e político. A reativação do Grupo Técnico Permanente sobre Manguezais é de vital importância para a retomada dessas discussões e para a implementação de ações, apoiado na ampliação dos conhecimentos sobre esse rico ecossistema e, integrando e fortalecendo a atuação dos diversos atores envolvidos, buscando assim garantir a integridade dos manguezais fluminenses

Desempenho de tanques vegetados em um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgotos domiciliares na Ilha Grande, RJ

A falta de infraestrutura adequada para a coleta e o tratamento de esgotos atinge várias comunidades costeiras e de sistemas insulares do Estado do Rio de Janeiro, que vivem em condições de insalubridade. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgoto domiciliar implantado no Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da UERJ, na Vila Dois Rios, Ilha Grande - RJ, com ênfase na contribuição de macrófitas e algas em tanques vegetados como tratamento terciário para a melhoria geral da qualidade do efluente e em especial, para remoção de nutrientes. O sistema é composto por caixa controladora de vazão, caixa de gordura, fossa séptica, filtro aerado submerso, decantador secundário e o conjunto de tanques vegetados contendo as macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum + Cyperus ligularis, além de um tanque de algas entre as 2 primeiras macrófitas. Os principais parâmetros monitorados em amostras quinzenais obtidas durante o período de 09/2009 a 07/2010 em 10 pontos de coleta equivalentes à saída do efluente de cada unidade de tratamento foram: OD, pH, Cond. Elétrica, Temperatura, DBO5, DQO, SST, SDT, Nitrogênio amoniacal, Nitrito, Nitrato e Fósforo total. A vazão média do sistema foi 52 L/h. A produção primária de biomassa das macrófitas e o metabolismo no tanque com algas também foram estimados. A eficiência média do ecossistema engenheirado foi de 93% de redução dos SST, 93% de DBO, 90% da DQO, 30% de N amoniacal e, 38% de Fósforo. O conjunto de tanques vegetados promoveu um aumento médio de oxigênio dissolvido (OD) em 182% comparados ao valor de saída do decantador. Pode-se concluir que esse sistema contribuiu para uma melhoria geral da qualidade do efluente final com relação a praticamente todos os parâmetros, ainda que em alguns casos, apenas de forma incremental. Houve maior produção média de biomassa (peso seco.dia-1) e retenção média de água na espécie E. crassipes (aguapé) em comparação com as espécies Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum e C. ligularis. A baixa produção primária no tanque de algas em relação à respiração, pelo menos no período monitorado, indica condições desfavoráveis à remoção de nutrientes (N e P) nesse tanque através da incorporação na biomassa. Uma investigação mais detalhada acerca dos parâmetros de projeto que inclua um eventual redimensionamento do decantador e do tanque de algas é sugerida.

Estudo do efeito das cargas de nutrientes no reservatório APM-Manso: uma abordagem através da modelagem numérica tridimensional.

Os gestores de recursos hídricos estão encarregados da gestão de longo prazo, a regulação e a proteção dos recursos hídricos. No entanto, reconhece-se que a estes gestores devem levar em conta a multiplicidade de usos dos recursos hídricos que são apresentadas pelas partes interessadas, tais como agricultores, fornecedores de água e grupos de ambientalistas. Dada a complexidade do sistema hidrológico, o desenvolvimento e a utilização de modelos matemáticos são muitas das vezes necessários. Neste contexto a modelagem ambiental é frequentemente realizada para avaliar os impactos da degradação do ecossistema devido à ação humana. Essa aplicação orientada a investigações proporciona um importante meio pelo qual os cientistas podem interagir e influenciar nas políticas a nível local, regional, nacional e internacional. No Mato Grosso, durante a implantação da hidroelétrica de Aproveitamento Múltiplo de Manso foram adotadas medidas de mitigação dos impactos socioeconômicos causados. Essas medidas geram uma tendência de aumento populacional associado a uma mudança das características sócio-econômicas, para toda a região do entorno do Reservatório, o que agrava o problema de poluição por nutrientes e denota que existe uma necessidade proeminente de estudos do impacto que estas cargas causariam no ecossistema do reservatório. Utilizando o modelo hidrodinâmico e termodinâmico tridimensional ELCOM, associado ao modelo biogeoquímico Caedym, este trabalho tem a finalidade de criar uma modelagem representativa das cargas dos principais nutrientes causadores da eutrofização cultural, sendo eles: a amônia (NH4), o nitrato (NO3) e o Ortofosfato (PO4), com a finalidade de estudar os efeitos das dinâmicas espaciais e temporais destas cargas no estado trófico deste reservatório no em torno dos pontos de lançamento de esgoto e na sua totalidade.

Poluentes marinhos como fatores de estresse em esponjas e mexilhões

A biota marinha está exposta a uma elevada quantidade de substâncias tóxicas que podem causar graves problemas ao ambiente. As esponjas (Porifera) e os mexilhões (Mollusca) por serem sésseis e filtradores são utilizados como bioindicadores de poluição. A experimentação com aquários permite a realização de ensaios controlados, acompanhamento da resposta a diversos poluentes, concentrações e tempo de exposição. Os objetivos deste estudo foram: I). avaliar a imunocompetência através da expressão de proteínas do sistema imune Fator Inflamatório de Enxerto AIF -1 e pP38 por teste de ELISA (do inglês, Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) em esponjas expostas a poluentes, II) acompanhar a expressão das proteínas AIF-1 e pP38 nas cinco espécies de esponjas marinhas: Aplysina fulva (Pallas, 1766), Chondrilla aff. nucula Schimidt, 1862, Dysidea robusta Vilanova e Muricy 2001, Polymastia janeirensis (Boury-Esnault, 1973) e Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) após exposição a lipopolisacarídeo (LPS) de E. Coli III) avaliar a expressão das proteínas AIF-1 e pP38 nas espécies C. aff. nucula e P. janeirensis após exposição a dodecil sulfato de sódio (SDS) IV) avaliar a mortalidade de mexilhões quando expostos ao dispersante Triton X-100 e esgoto doméstico in natura. Os resultados indicam que as esponjas A. fulva, C. aff. nucula, D. robusta e P. janeirensis expostas a 20 μg/mL de LPS por 30 minutos, uma, três, 24 e 48 horas apresentaram aumento de expressão da proteína AIF-1 em relação ao controle, com diferentes tempos de resposta para cada espécie. A esponja H. heliophila exposta a 30 μg/mL de LPS apresentou diferença significativa na expressão de AIF-1 em relação ao controle na exposição por 30 min, uma, quatro, 24 e 48 horas. Contudo, não houve diferença significativa na expressão de outra proteína, a quinase pP38, nesses ensaios. As esponjas C. aff. nucula e P. janeirensis foram expostas a 0,25 mg/L de dodecil sulfato de sódio (SDS) por 24 e 48 horas. C. aff. nucula apresentou aumento da expressão de AIF -1 quando comparada ao controle em 24 e 48 horas, mas para P. janeirensis não houve diferença significativa. Os mexilhões Perna perna foram expostos a poluentes de duas maneiras a detergente Triton X-100 0,10 g/L por três, seis, 12 e 18 horas que induziu diferença significativa na mortalidade em seis, 12 e 18 horas em comparação com o controle e a a esgoto doméstico in natura diluído na proporção de 1:50 não houve mortalidade no tratamento ou no controle. A variação da expressão da proteína AIF-1 observada nas cinco espécies de esponjas marinhas confirma a utilização dessa proteína como eficiente biomarcador de estresse. Os mexilhões foram bons bioindicadores da poluição por detergente.

Avaliação da acidez de bio-óleos obtidos pela pirólise de óleos vegetais pós-consumo

O descarte irregular do óleo vegetal pós-consumo diretamente na rede de esgoto vem causando grandes problemas para o meio ambiente. Atualmente, essa problemática tem se intensificado devido ao aumento de produção e consumo destes óleos, o que por conseqüência aumenta o despejo desordenado. No presente estudo foi realizada a obtenção do bio-óleo a partir da pirólise térmica em atmosfera de nitrogênio, a 400C, por 20 minutos, do óleo vegetal pós-consumo, provenientes das seguintes oleoginosas: soja, milho, girassol e canola. As pirólises não-catalíticas apresentaram uma geração média entre 40 e 50% de um bio-óleo, de elevado índice de acidez, 81,8 mg NaOH/g. Na pirólise catalítica, a argila ácida K10 foi o catalisador que apresentou melhor eficácia para geração de um bio-óleo de menor índice de acidez. A concentração ótima do catalisador foi de 5%(m/m), gerando 482 % de um bio-óleo com índice de acidez de 43,8 mg NaOH/g. A caracterização dos líquidos pirolíticos obtidos foi realizada através da técnica de espectrofotometria na região do infravermelho (FTIR) e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas (CG/EM) que monstraram que a trioleína, o triglicerídeo do ácido oléico, foi craqueado, gerando o hexadecanoato de octadecila e o oleato de eicosila, ésteres do respectivo ácido graxo

Écologie de bassins de lagunage pour le traitement d'effluents domestiques en milieu tropical humide (Côte d'Ivoire)

The waste water treatment of Dabou (Côte d'Ivoire), made of three oxydation ponds (B1, B2 and B3), is designed to ensure a biological treatment of domestic sewage and a valorization of the final effluent in aquaculture. In order to understand the ecological mechanisms and the performance of this system, a pluridisciplinary program was achieved in February 1989.