Sistema de tratamento anaeróbio, aeróbio e anóxico para águas residuárias de suinocultura: remoção de matéria orgânica, de nutrientes e de coliformes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da remoção de matéria orgânica e nutrientes por sorção em solos residuais

A recarga artificial de aquíferos (RAQ) com águas residuais tratadas (ART) é uma prática que pode contribuir para a reposição de volumes de água no solo, que pode ser muito vantajoso em áreas com déficit hídrico ou com sobre-exploração de águas subterrâneas. No entanto, as cargas residuais das ART (p.e. matéria orgânica, nutrientes, metais pesados e microrganismos patogênicos) podem constituir uma desvantagem para a qualidade da água subterrânea, se o solo apresentar condições desfavoráveis para a sua infiltração. Realizaram-se ensaios laboratoriais em batelada para avaliar a remoção de matéria orgânica e nutrientes (formas de nitrogênio e fósforo) na componente fina de um solo residual granítico, proveniente de uma zona previamente selecionada para a infiltração de ART, localizada no nordeste da região da Beira Interior (Quinta de Gonçalo Martins, Guarda, Portugal). Os resultados dos ensaios de sorção em batelada mostram uma boa remoção de P-PO4, por complexação e precipitação, o que indica que o solo apresenta capacidade reativa para remover a carga residual de fosfato das ART. Após realização dos ensaios em batelada, as propriedades do solo mantiveram-se praticamente inalteradas.

Avaliação da eficiência de filtros anaeróbios na remoção de coliformes fecais e ovos de helmintos

The technology of anaerobic reactors for sanitary wastewater treatment has been extensively developed in Brazil, and today it is practically consolidated. They present several advantages, such as low construction and operating costs, and low sludge production, the anaerobic reactors are an attractive alternative to minimize problematic lack of basic sanitation in urban areas, and also of the rural areas. The anaerobic filters have been widely used in Brazil. It produces an effluent with low concentration of organic matter and solids suspended, besides conserving the nutrients, therefore, it is good for use in irrigation, but the practice must be associated with knowledge of the pathogens presence. The main objective of this study was to evaluate the efficiency of anaerobic filters in removal faecal coliforms and helminth eggs, and to verify if the effluent can be used for agricultural purposes, according to the World Organization of Health (WHO, 1989). The protocol used to enumerate helminths eggs was the modified Bailenger method, (Ayres and Mara, 1996) recommended by WHO for evaluation of raw effluent and treated effluent. The membrane filtration method was utilized to determine the concentrations of faecal coliforms. Three different systems of sewer treatment composed by anaerobic filters were analyzed. The results, in a general analysis, showed that all the researched systems reached a larger removal than 93% to helminth eggs, resulting in an effluent with smaller average than 1 egg/L. One of these systems, Sistema RN, reached a larger removal than 99%, confirming the good performance of the anaerobic filters in removal helminths eggs. Even with low concentrations of eggs in the influent, the filters were capable to remove this parameter efficiently. About faecal coliforms, it was observed for all the researched systems an effluent with 106 CFU/100mL. The high concentrations to faecal coliforms in the effluent just allow reuse for restricted irrigation, in agreement with the guidelines of WHO. Although the researched systems have not removed faecal coliforms efficiently, the results indicated a good efficiency of the anaerobic filters in removal helminth eggs

Remoção de 'H IND. 2' 'S' de ar por Thiobacillus denitrificans utilizando biofiltro percolador

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação da remoção de matéria orgânica carbonácea e nitrogenada de águas residuárias utilizando biorreator de membranas

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Colonização micorrízica arbuscular em floresta secundária na Amazônia sob remoção de serrapilha e irrigação do solo

Avaliou-se o efeito da alteração de disponibilidade de substrato (serapilheira) e água sobre a colonização micorrízica arbuscular e atributos químicos do solo em floresta secundária na Amazônia oriental. Foi analisada a porcentagem de colonização micorrízica (PCM) de raízes apogeotrópicas e raízes presentes na superfície de 0-10 cm do solo, densidade de esporos, produção de glomalina e atributos físico-químicos nos solos de quatro parcelas de tratamento de remoção de serapilheira, quatro parcelas de tratamento de irrigação e quatro parcelas controle. As parcelas medem 20 m x 20 m. Em cada parcela foi coletado quatro amostras simples de solo e raízes distribuídas em quatro áreas. Os resultados mostraram que o tratamento de remoção de serapilheira reduziu significativamente a PCM nas raízes apogeotrópicas e nas de 0-10 cm de profundidade do solo, mas não influenciou na densidade de esporos. A remoção de serapilheira também diminuiu a disponibilidade de nitrogênio e carbono orgânico no solo, mas apesar disso não houve influencia da redução da disponibilidade de nutrientes no solo para a colonização micorrízica. A glomalina que é produzida pelas hifas das micorrizas arbusculares, e fica agregada a matéria orgânica do solo também foi reduzida pelo tratamento de remoção de serapilheira. O tratamento de irrigação não afetou a PCM, assim como densidade de esporos no solo e também não alterou a disponibilidade de nutrientes. O estudo permitiu mostrar que mudanças na cobertura do solo podem causar sérios danos a simbiose fungo-planta.

O impacto da remoção de peixes sobre a dinâmica e estrutura dos grupos funcionais fitoplanctônicos em um lago raso tropical durante uma seca severa

The artifi cial eutrophication is one of the biggest t h reat for the quality of aquatic ecosystems in the whole world. The expectations for the future climatic scenarios in arid and semi - arid regions are intense and frequent droughts enhancing the risk of eutrophicati on and cyanobacterial blooms. Restoration techniques of eutrophic lakes were proposed to reduce nutrient loading and improve the water quality. A successful technique used in temperate regions is the biomanipulation by benthivorous fish removal . Our hypoth esis is that the benthivorous fish removal reduces phytoplankton total biomass and change the composition of phytoplankton functional groups, improving water quality. The aim of the study was evaluate the impact of biomanipulation on phytoplankton function al groups and in the water quality. We applied the technique of biomanipulation in the artificial lake ESEC, in a semi - arid region of Brazil and analyzed the physical and chemical variables and the dynamic of phytoplankton functional groups monthly during November 2012 to August 2013. With the removal of benthivorous fish we observed a significant increase of the euphotic depth, phytoplankton richness and the recruitment of green algae (groups F and J ), indicators of good water quality. However, we did not observe significant differences on total phosphorous concentration and on phytoplankton biomass and diversity. The drought effect in the region during the study was evident , promoting a drastic reduction on water level which influenced the availability of resource and affected phytoplankton community before the biomanipulation. To evaluate the effect of severe drought on the dynamic of phytoplankton functional groups and test if the drought periods are favorable to dominance of cyanobacterial groups, we stu died two artificial neighbors lakes (ESEC and Pocinhos) in a semi - arid tropical region during May 2012 to February 2013. We observed a temporal differentiation of biotic and abiotic variables caused by drought. Both lakes presented reduction of 2 meters of water level and increase on conductivity, turbidity, nutrients concentration and a reduction on water transparency, during the severe drought. The deeper lake (Pocinhos) increased phytoplankton total biomass and presented cyanobacterial functional group d ominance (group S N ) and the shallower lake (ESEC) reduced phytoplankton total biomass and presented dominance of mixotrophic and flagellate functional groups (groups W 1 e W 2 ). Summarizing, the knowledge of the effects of benthivorous fish removal in semi - a rid tropical lakes still unknown and this study had limitations caused by the impact of drought. Thus, it is necessary a long term monitoring to investigate the real effects of biomanipulation on the functioning of the studied ecosystems. Otherwise, period s of drought could have opposite effects (increase or reduction) on total biomass and composition of phytoplankton functional groups. Drought not always leads to dominance of cyanobacterial groups.

Adição de policloreto de alumínio e remoção de peixes bentívoros como técnicas de restauração de lagos rasos do semiárido brasileiro

Eutrophication is the most common cause of water quality degradation in the world. This process occurs by excessive nutrients inputs, nitrogen and phosphorus, to the aquatic systems resulting in algal and cyanobacterial blooms. In shallow lakes these effects are pronounced due to the higher interaction of the lake with watershed, air and sediment. There are innumerous restoration techniques of eutrophied lakes with a range of successful results but there is only one case of successful lake restoration in Brazil: Paranoá Lake in Brasília city. The Brazilian semiarid region has many artificial lakes, named açudes, which are mostly eutrophic and shallow lakes. The eutrophication in these lakes is reported and the phytoplankton community is dominated by potentially toxic cyanobacteria species, mainly Cylindrospermopsis raciborskii. The aim of this thesis is to test techniques for water quality management which can be easily applied in Brazilian semiarid lakes. Results from a laboratory experiment suggest that the addition of a phosphorus sorbent clay associated with an aluminium based coagulant is an effective technique in removing soluble reactive phosphorus and reducing C. raciborskii growth rate – cyanobacteria potentially toxic dominant in reservoirs of Brazilian semiarid – but this effect is dependent on the biomass in the application moment. Results from a field experiment in mesocosm in a eutrophied lake showed that the addition of aluminium based coagulant and removal of benthivorous fish is more efficient in removing total phosphorus and chlorophyll-a from water column than the isolated application of one of the techniques. Lastly, laboratory tests showed that aluminium based coagulant exhibited good performance in removing turbidity and total phosphorus from water of six reservoirs but the efficiency was reduced by algal biomass and pH. The results of this study showed that the improvement in water quality of eutrophied reservoirs in semiarid region is possible through internal loading control by phosphorus precipitation and inactivation in sediments or inhibition of phosphorus release by benthivorous fishes, and also that these results show are additives in water quality improvement.

Adição de policloreto de alumínio e remoção de peixes bentívoros como técnicas de restauração de lagos rasos do semiárido brasileiro

Eutrophication is the most common cause of water quality degradation in the world. This process occurs by excessive nutrients inputs, nitrogen and phosphorus, to the aquatic systems resulting in algal and cyanobacterial blooms. In shallow lakes these effects are pronounced due to the higher interaction of the lake with watershed, air and sediment. There are innumerous restoration techniques of eutrophied lakes with a range of successful results but there is only one case of successful lake restoration in Brazil: Paranoá Lake in Brasília city. The Brazilian semiarid region has many artificial lakes, named açudes, which are mostly eutrophic and shallow lakes. The eutrophication in these lakes is reported and the phytoplankton community is dominated by potentially toxic cyanobacteria species, mainly Cylindrospermopsis raciborskii. The aim of this thesis is to test techniques for water quality management which can be easily applied in Brazilian semiarid lakes. Results from a laboratory experiment suggest that the addition of a phosphorus sorbent clay associated with an aluminium based coagulant is an effective technique in removing soluble reactive phosphorus and reducing C. raciborskii growth rate – cyanobacteria potentially toxic dominant in reservoirs of Brazilian semiarid – but this effect is dependent on the biomass in the application moment. Results from a field experiment in mesocosm in a eutrophied lake showed that the addition of aluminium based coagulant and removal of benthivorous fish is more efficient in removing total phosphorus and chlorophyll-a from water column than the isolated application of one of the techniques. Lastly, laboratory tests showed that aluminium based coagulant exhibited good performance in removing turbidity and total phosphorus from water of six reservoirs but the efficiency was reduced by algal biomass and pH. The results of this study showed that the improvement in water quality of eutrophied reservoirs in semiarid region is possible through internal loading control by phosphorus precipitation and inactivation in sediments or inhibition of phosphorus release by benthivorous fishes, and also that these results show are additives in water quality improvement.

Impactos da remoção de serapilheira sobre a disponibilidade de nitrogênio e carbono orgânico no solo em Floresta Secundária na Amazônia Oriental.

O estudo avaliou os impactos ao longo de oito anos causados pela remoção da serapilheira sobre a disponibilidade de nitrogênio e carbono orgânico no solo de uma floresta secundária na Amazônia Oriental. Na área experimental foram instaladas quatro parcelas para o tratamento de remoção da serapilheira e quatro parcelas controle (testemunha). Em cada parcela amostras de solo foram coletadas na camada de 0-10 cm para avaliação do teor de nitrogênio e carbono orgânico. Os resultados mostraram que a retirada de serapilheira impactou diretamente a disponibilização de nitrogênio e carbono orgânico no solo. Os resultados deste estudo indicam que a serapilheira presente na rizosfera de florestas secundárias na Amazônia tem papel crucial nos mecanismos de transferência de nitrogênio e carbono orgânico para o solo.

Acúmulo de biomassa e nutrientes de duas leguminosas arbóreas introduzidas em sistema de pousio na Amazônia.

A vegetação de pousio é um dos principais componentes dos sistemas agroflorestais sequenciais de derrubada e queima, praticados tradicionalmente pela agricultura familiar na Amazônia. A remoção progressiva de nutrientes do solo por essa prática implica em reduções contínuas nos estoques de carbono e nutrientes, causando declínio da produtividade do solo, perda da capacidade regeneração e diminuição da diversidade de espécies da vegetação. O melhoramento de pousio com espécies leguminosas fixadoras do nitrogênio atmosférico pode contribuir para uma maior produção de biomassa e acúmulo de nutrientes em comparação com a vegetação espontânea, atendendo à demanda nutricional das culturas subsequentes, podendo ser considerada como uma tecnologia de produção sustentável. Esse trabalho avaliou o efeito da adubação fosfatada de baixa solubilidade no acúmulo de biomassa e nutrientes da parte aérea de leguminosas arbóreas utilizadas em enriquecimento de vegetação de pousio. O experimento foi conduzido por 23 meses, em um sistema agroflorestal de ?corte e trituração? em Marapanim, Pará. Foram utilizadas as espécies tachi-branco - Sclerolobium paniculatum Vogel e ingá - Inga edulis Mart e foram estimados biomassa, teor e estoque de nutrientes dos compartimentos folha, galho e tronco. Houve acúmulo de biomassa, estoques de P, Ca e Mg nas folhas, estoque de P nos galhos e o teor de cálcio nas folhas das leguminosas é limitado por fósforo, segundo os resultados encontrados. A espécie Inga edulis apresentou maiores teores de potássio, cálcio e magnésio nos compartimentos folha, galho e tronco, enquanto que a espécie Sclerolobium paniculatum apresentou maiores acúmulos de biomassa e estoques de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio nos compartimentos folha, galho e tronco.

Producción de biomasa y concentración de nutrientes en el pasto cubano (Pennisetum purpureum x P. tiphoides) CV CT - 115. Finca la Tigra, Cárdenas, Rivas, Nicaragua

Con el propósito de determinar la producción de la biomasa forrajera y la concentración de nutrientes del pasto cubano CT - 115, se realizó un estudio en la Finca la Tigra, Cárdenas, Rivas, para ello se utilizó un área de 48 m2, subdividida en tres parcelas de 16 m2, donde se realizaron cortes a los 15, 30, 45, 60 y 75 días. Se evaluaron las variables altura de la planta, producción de biomasa fresca y seca por hectárea, en cada muestreo se tomaron muestras de plantas de 1,000 g, las que fueron remitidas al laboratorio de suelo y planta de la UNA, donde se hicieron las determinaciones de contenido de materia seca, % de nitrógeno, % fósforo, % potasio, % calcio, % magnesio, hierro (ppm), manganeso (ppm) y zinc (ppm). Se realizarón análisis de correlación usando el programa SAS (Sistema de Análisis Estadístico) versión 9. para los elementos de la composición nutritiva de la planta y las variables rendimiento de biomasa y altura, a través del programa CVEXPT (Experto de Curvas) versión 1.4, se determinaron las curvas de mejor ajustes para dichas relaciones. Encontrándose que a medida que aumentaba la edad de corte, la producción de biomasa fresca y seca así como la altura tendían a incrementar, inversamente a ello los niveles de nutrientes en las plantas, las ecuaciones de mejor ajustes para la producción de biomasa fresca, seca y altura fueron el Lineal, Logístico y Rotacional, con r2 de 94, 98 y 99% respectivamente, para el caso de los nutrientes las ecuaciones de mejor ajuste fueron: los modelos de función Rotacional, Logístico, Polinomial y Harris también con r2 de 92 a 99%, evidenciándose con esto que las tendencias de los incrementos de la biomasa seca, altura, y la concentración de nutrientes no presentan comportamiento lineal. Únicamente para el caso de la biomasa fresca se presentó una tendencia lineal.

Productividad y concentración de nutrientes del Taiwán Cubano (Pennisetum purpureum X Pennisetum tiphoides), CT 115, en época lluviosa, 2010 en la Fincas Santa Rosa

Con el objetivo de evaluar la Productividad y concentración de nutrientes del pasto cubano (Pennisetum purpureum x Pennisetum typhoides) cv CT – 115, se llevó a cabo la presente investigación en la finca Santa Rosa propiedad de la Universidad Nacional Agraria (UNA) Managua, Nicaragua. Localizada geográficamente a los 12° 08´ 33"de latitud norte y, 86° 10´ 31" de longitud oeste (INETER, 2006). Para ello se utilizó un área total de 33 m2 la cual se subdividió en tres parcelas de 10 m2 cada una donde se realizaron cortes cada 15 días hasta llegar a los 75 días. Se evaluaron las variables : altura, (cm) biomasa fresca (kg ha-1), Materia Seca (%), Biomasa seca (kg ha-1), Nitrógeno (%), Fósforo (%), Potasio (%),Calcio (%), Magnesio (%), Hierro (ppm), Manganeso (ppm), Zinc (ppm). Para la determinación de la producción de biomasa verde y seca (kg ha-1), se utilizó la metodología propuesta por la Red Internacional de evaluación de Pasturas Tropicales (CIAT, 1982). Para determinar los parámetros MS (%) se utilizó la metodología del análisis de Weende o análisis proximal (AOAC. 1990). Para el análisis de correlación se utilizo el programa SAS VERSION 9 para cada uno de las variables evaluadas, para la determinación de las curvas de mejor ajuste se utilizó el programa CVXP32. Durante el ensayo no se aplico ningún tipo de tratamiento agronómico (fertilización, riego). Los resultados obtenidos fueron: Altura 220 cm Biomasa fresca 31,764 kg ha-1 Materia seca 24% Biomasa seca 7529 kg ha-1. Las mayores concentraciones de nutrientes en la planta fueron: N 3.21% P 0.38% K 4.94% Ca 0.24% Mg 0.18% Fe 105.0ppm Mn 53.33ppm Zn 50ppm. Los modelos de mejor ajuste son: Modelo Múltiple Multiplicativo, Modelo Richards, Modelo Harris, Función Rotacional, Tercer Grado Polinomial y Asociación Exponencial.

Estudio de siete leguminosas de cobertura en asocio con el cultivo de pitahaya (Hylocereus undatus, Britton y Rose), como manejo de las malezas y aporte de nutrientes

Durante la época de primera de 1995, se estableció un experimento de campo en la finca Buenos Aires, localizada en el municipio de la Concepción, departamento de Masaya, con el propósito de evaluar la influencia de siete leguminosas de cobertura en asocio en el cultivo de la pitahaya (Hylocereus undatus. Britton & Rose), como manejo de las malas hierbas y aporte de nutrientes al suelo a partir de la materia orgánica incorporada. El diseño experimental utilizado en el estudio fue un Bloque Completos al azar, con cuatro repeticiones.Los tratamientos en estudio fueron: Vigna radiata, Mucuna pruriens, Phaseolus vulgaris, Dolichos lablab, Canavalia ensiformis, Cajanus cajan (semilla gris y roja), y el tratamiento testigo, el cual representa el manejo tradicional en el control de las malezas de parte del productor. Los resultados indican que las especies de malezas más dominantes fueron plantas de la familia poaceae sobresaliendo Cenchrus brownü, Digitaria ciliaris y Eleusine indica. Melampodium divaricatum de la familia Asteraceae. Mollugo verticillata de la familia Aizoaceae. Chamaesyce hirta de la familia Euphorbiaceae. Tetramerium nervosum y Elytraria imbricata de la familia Acanthaceae. Las especies descritas anteriormente fueron las más abundantes y estuvieron presentes en la diversidad. Tanto en la abundancia de malezas como en cobertura de las leguminosas los mejores resultados se presentaron en los tratamientos Dolichos lablab y Mucuna pruriens, seguido de Cajanus cajan (Gandul semilla roja y semilla gris), y Canavalia ensiformis. Por último los tratamientos Vigna radiata, Phaseolus vulgaris y el testigo, registraron la mayor abundancia de malezas. Tanto en la diversidad como en biomasa los mejores resultados se obtuvieron en Dolichos lablab y Mucuna pruriens, seguidos de Canavalia ensiformis y Cajanus cajan (Gandul semilla gris), por último se encuentran Cajanus cajan (Gandul semilla rojo), Vigna radiata, Phaseolus vulgaris y el testigo. En cuanto al aporte de nutrientes a partir de las materia orgánica los mejores resultados se presentaron en los tratamientos Vigna radiata, Dolichos lablab, Mucuna pruriens Cajanus cajan (Gandul semilla rojo y semilla gris), seguido de Canavalia ensiformis y Phaseolus vulgaris. Por último el que menor cantidad de nutrientes aportó fue el tratamiento testigo. En relación a la biomasa de las leguminosas, los mejores resultados se obtuvieron en los tratamientos Canavalia ensiformis y Cajanus cajan (Gandul semilla gris), registrando el mayor peso seco, seguido de Mucuna pruriens, Cajanus cajan (Gandul semilla roja), y Dolichos lablab. En tanto los tratamientos Phaseolus vulgaris y Vigna radiata, registraron el menor peso seco entre las leguminosas. En cuanto al mayor número y longitud de brotes (vainas) por planta, los mejores resultados se presentaron en los tratamientos Vigna radiata, Canavalia ensiformis y Dolichos lablab, seguido de Mucuna pruriens, Phaseolus vulgaris y Cajanus cajan (Gandul semilla gris y roja). En tanto el tratamiento testigo registró el menor número y longitud de brotes (vainas) por planta. Con respecto al rendimiento (Frutos 1 ha), los mejores resultados se obtuvieron en el tratamiento Dolichos lablab, seguidos de Cajanus cajan (Gandul semilla roja), Mucuna pruriens y Vigna radiata, presentaron rendimientos similares, seguidos de Cajanus cajan (Gandul semilla gris), Canavalia ensiformis y Phaseolus vulgaris, en tanto el testigo presentó el más bajo rendimiento. En cuanto al análisis económico de los tratamientos en estudio, el de mejor rentabilidad resultó ser Dolichos lablab, dado que ofrece el más alto beneficio neto, pese a ser uno de los tratamientos en que los costos fueron los más altos, además en éste tratamiento se obtuvo el mejor rendimiento de frutos.

Evaluación de diferentes prácticas de labranza de suelos en el crecimiento y rendimiento de maiz (Zea mays L.) y la extracción de nutrientes del cultivo y las malezas

El presente trabajo se realizó en el Centro Experimental laCompañía, ubicado en el municipio de San Marcos, Carazo, Nicaragua. El objetivo fue evaluar diferentes prácticas de manejo de suelos en el crecimiento, desarrollo y el rendimiento del maíz (Zea mays l.). y la concentración y extracción de nutrientes por el cultivo y las malezas. El estudio consistió en un experimento de campo, realizado en la época de primera; En suelos franco arenosos, con buen drenaje, pH 6.5. los sistemas de labranza estudiados fueron: labranza cero, labranza cero más subsoleo, labranza convencional, labranza convencional mas subsoleo, labranza con bueyes y labranza con bueyes más rastrojos. la fertilización consistió en una sola aplicación, a razón de 100 kg/ha de nitrógeno (urea 46 porciento), al momento de la siembra. El diseno utilizado fue bloques completos al azar (BCA), las poblaciones manejadas fue de 35 757 plantas por hectárea. En la cosecha, las muestras de plantas fueron separadas en raíz, tallo, paja, tuza. olote y grano a las cuales se les realizó análisis de N, P, K, Ca, Mg, S, Mn, Zn, B, Fe, Cu y C. la mayor eficiencia obtenida en rendimiento, altura, diámetro del tallo y extracción de N, P, K, S, Ca, Zn y B en la labranza cero, en comparación con el r&sto de labranza fue aparentemente a que esta labranza garantiza un mayor contenido de humedad, la labranza con bueyes, más rastrojos ejerció un efecto positivo en la absorción de Fe, la labranza con bueyes mas rastrojos en Mn y labranza convencional más subsoleo en Cu. los diferentes sistemas de labranza no ejercieron efectos significativos en la concentración de nutrientes de las malezas, así como en su peso seco, sin embargo, se observó que en el sistema convencional fueron estas favorecidas, la menor extracción de los nuitrientes por las malezas en la labranza con bueyes