Projecto de um sistema de rega para uma exploração agrícola na Beira Gomes

Trabalho de Projecto de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Identification of factors and groups at risk of infection with Schistosoma mansoni: a strategy for the implementation of control measures?

A fourteen year schistosomiasis control program in Peri-Peri (Capim Branco, MG) reduced prevalence from 43.5 to 4.4%; incidence from 19.0 to 2.9%, the geometric mean of the number of eggs from 281 to 87 and the level of the hepatoesplenic form cases from 5.9 to 0.0%. In 1991, three years after the interruption of the program, the prevalence had risen to 19.6%. The district consists of Barbosa (a rural area) and Peri-Peri itself (an urban area). In 1991, the prevalence in the two areas was 28.4% and 16.0% respectively. A multivariate analysis of risk factors for schistosomiasis indicated the domestic agricultural activity with population attributive risk (PAR) of 29.82%, the distance (< 10 m) from home to water source (PAR = 25.93%) and weekly fishing (PAR = 17.21%) as being responsible for infections in the rural area. The recommended control measures for this area are non-manual irrigation and removal of homes to more than ten meters from irrigation ditches. In the urban area, it was observed that swimming at weekly intervals (PAR = 20.71%), daily domestic agricultural activity (PAR = 4.07%) and the absence of drinking water in the home (PAR=4.29%) were responsible for infections. Thus, in the urban area the recommended control measures are the substitution of manual irrigation with an irrigation method that avoids contact with water, the creation of leisure options of the population and the provision of a domestic water supply. The authors call attention to the need for the efficacy of multivariate analysis of risk factors to be evaluated for schistosomiasis prior to its large scale use as a indicator of the control measures to be implemented.

Ascariasis in the subdistrict of Cavacos, municipality of Alterosa (MG), Brazil: effect of mass treatment with albendazole on the intensity of infection

The clinical and epidemiologic aspects of infection with Ascaris lumbricoides were studied in a random stratified sample of the population of the subdistrict of Cavacos, municipality of Alterosa (Minas Gerais, Brazil). The effect of mass treatment with a single dose of albendazole on the prevalence and intensity of infection was also studied six months later in the same population. During the first phase of the study, a questionnaire was applied to 248 individuals to obtain information about the socioeconomic, sanitary and clinical conditions of the population surveyed. A total of 230 fecal samples were also examined by the Kato-Katz technique in order to determine the intensity of A. lumbricoides infection. Two hundred and two individuals were simultaneously submitted to blood counts and 70 children aged 12 years or less were evaluated for nutritional status. The presence of A. lumbricoides and other helminth eggs was also determined in 22 soil samples collected in the urban zone of Cavacos. Infection with enteroparasitic helminths was detected in 29.1% of the sample, with a predominance of A. lumbricoides (23.9%). Parasitism and/or intensity of A. lumbricoides infection were significantly correlated with age range (15 years or less), social class, sanitary and living conditions (water, sewage and domiciliary area per person), and presence of abdominal pain. However, these parameters were not correlated with nutritional status or hematocrit levels. During the second phase of the study, a slight but not statistically significant decrease in the prevalence of A. lumbricoides infection was detected after treatment with albendazole. However, an important and significant reduction in the amount of A. lumbricoides eggs eliminated through the feces was detected, indicating that the intensity of A. lumbricoides infection was lower in all the age ranges of the Cavacos population, especially among younger individuals, even six months after administration of the anthelminthic agent.

HEART ANEURYSM IN CHAGAS' DISEASE

This prospective study on 41 autopsy collected human hearts concerns the "apical" lesion in Chagas' disease. Previous report did not show a correlation between lesion frequency and heart weight then discarding a vascular factor in its pathogenesis. The present paper involves other variables besides the heart weight to evaluate the relative coronary insufficiency. Distinct colored gel (green and red) injected through the capillary beds of both coronary arteries defined the extent of both vessels before separating the atria and removing the sub-epicardium fat. The Right Ventricle (RV) and Left Ventricle (LV) free walls furnished the RV/LV mass ratio. The myocardium mass colored green (right coronary artery - RC) and the whole Ventricular Weight (VW) determined the RC/VW mass ratio. The heart weight plus these mass ratios, graded and added, composed a score inversely proportional to the myocardium irrigation condition. It intended to be a more sensitive morphologic evaluation of the relative ischaemia to correlate to the apical lesion. This study showed a right deviation for the relative accumulated frequency of lesions plotted as a score function and a significant difference for higher scores in hearts with aneurysm. It suggests a ischaemic factor intervening in the apical lesion pathogenesis in Chagas' cardiopathy.

Biochemistry of grape berries: post-genomics approaches to uncover the effects of water deficits on ripening

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry, Plant Physiology

Abastecimento de água e drenagem de águas residuais no concelho de Cinfães

O presente relatório, desenvolvido no âmbito do estágio curricular realizado na Câmara Municipal de Cinfães, tem como objetivo caracterizar os sistemas de Abastecimento de Água e Drenagem de Água Residuais em Cinfães, analisando o seu funcionamento e a sustentabilidade de possíveis cenários futuros. Deste modo, o relatório inicia-se com a caracterização do Concelho, no seu enquadramento regional. Em seguida, são caracterizados os sistemas de água e saneamento, incluindo a evolução das redes de abastecimento, antes e depois da integração no sistema multimunicipal da Águas do Douro e Paiva (AdDP), de acordo com registos camarários. Nessa linha, foram analisados os problemas existentes e realizada uma caracterização da qualidade do serviço prestado atualmente, por ambos os sistemas. Tomando em consideração os dados de avaliação da Entidade Reguladora (ERSAR), conclui-se que os sistemas em causa estão ainda, de forma geral, aquém dos valores considerados de referência para a boa qualidade da prestação de serviços, em especial no que toca à cobertura dos serviços. Não obstante, por realização de um inquérito a uma amostra de 53 utentes dos sistemas de abastecimento de água e drenagem de águas residuais de Cinfães foi possível verificar que, o grau de satisfação é razoável ao nível da qualidade da água, garantia de pressões, níveis de falhas, rapidez de resposta na correção das mesmas e ainda das tarifas praticadas. Por último, é analisado um estudo, levado a cabo pelo consórcio Norteágua, para o grupo Águas de Portugal, relativamente à evolução dos sistemas de abastecimento de água e de drenagem e tratamento de águas residuais, em Cinfães. Neste capítulo, são abordadas situações de intervenção, propostas de evolução dos sistemas e estimativa de custos para essas soluções. Com base nesses elementos é feita uma avaliação simplificada da sustentabilidade económica dos sistemas na situação futura. Dessa análise foi possível concluir que a situação mais gravosa corresponde à drenagem e tratamento de águas residuais.

Comparative study of the fecundity and fertility of Biomphalaria glabrata (Say, 1818) and Biomphalaria straminea (Dunker, 1848) in a laboratory through self-fertilization and cross-fertilization

The aim of this study was to compare the fecundity and fertility of B. glabrata and B. straminea by cross- and self-fertilization. To attain this objective, laboratory-raised strains of B. glabrata and B. straminea were used. The former originated from natural breeding grounds in the municipality Paulista, state of Pernambuco, Brazil. The latter originated from irrigation ditches in the municipality of Petrolândia, in the same state. Snail populations of B. glabrata and B. straminea were maintained for 240 days in laboratory. Their fecundity was evaluated by noting the number of egg-masses, eggs and eggs per mass. Their fertility was evaluated by the number of viable eggs and the hatching rate. B. straminea was markedly more fecund than B. glabrata through cross- and self-fertilization, namely: greater egg-mass; higher egg production and more eggs per mass. Regarding fertility, there seemed to be no preferential period for occlusion to occur or a trend in the rhythm of producing viable eggs.

Occurrence of Giardia cysts and Cryptosporidium oocysts in activated sludge samples in Campinas, SP, Brazil

Giardia and Cryptosporidium have caused several outbreaks of gastroenteritis in humans associated with drinking water. Contaminated sewage effluents are recognized as a potential source of waterborne protozoa. Due to the lack of studies about the occurrence of these parasites in sewage samples in Brazil, we compared the efficiency of two procedures for concentrating cysts and oocysts in activated sludge samples of one sewage treatment plant. For this, the samples were submitted to i) concentration by the ether clarification procedure (ECP) and to ii) purification by sucrose flotation method (SFM) and aliquots of the pellets were examined by immunofluorescence. Giardia cysts were present in all samples (100.0%; n = 8) when using ECP and kit 1 reagents, while kit 2 resulted in six positive samples (85.7%; n = 7). As for SFM, cysts were detected in 75.0% and 100.0% of these samples (for kit 1 and 2, respectively). Regarding Cryptosporidium, two samples (25.0%; kit 1 and 28.5% for kit 2) were detected positive by using ECP, while for SFM, only one sample (examined by kit 1) was positive (12.5%). The results of the control trial revealed Giardia and Cryptosporidium recovery efficiency rates for ECP of 54.5% and 9.6%, while SFM was 10.5% and 3.2%, respectively. Considering the high concentration detected, a previous evaluation of the activated sludge before its application in agriculture is recommended and with some improvement, ECP would be an appropriate simple technique for protozoa detection in sewage samples.

Anti-Taenia solium metacestode IgG antibodies in serum samples from inhabitants of a central-western region of Brazil

A total of 354 serum samples from inhabitants who frequent the Clinical Laboratory in Catalão, Goiás, in the central-western region of Brazil, were collected from June to August, 2002. The samples were evaluated by indirect immunofluorescence antibody tests and an enzyme linked immunosorbent assay in order to detect anti-Taenia solium metacestode IgG antibodies. Reactive and inconclusive samples were tested by Western blotting (WB). Considering WB as a confirmation, the frequency of antibodies in the serum samples of the above population was 11.3% (CI 5.09 - 17.51). The immunodominant bands most frequently recognized in WB were 64-68 kDa (97.5%) and 47-52 kDa (80%). The percentage of seropositivity to cysticercosis was significantly higher for individuals residing in areas without sewage systems (p < 0.0001). In conclusion, the results indicate a probable endemic situation of cysticercosis in this population. These results reinforce the urgent need for control and prevention measures to be taken by the local public health services.

Sistema de Gestão Técnica Aplicado Aos Sistemas de Rega

A cidade do Porto é uma das regiões do país onde é importante uma gestão sustentável e integrada dos recursos hídricos. A (re) utilização de água surge neste contexto como uma possível resposta na sua utilização como um recurso hídrico passível de ser usado beneficamente, permitindo a poupança de fontes de água convencionais e aumentando a disponibilidade dos recursos hídricos existentes para finalidades que requerem padrões de qualidade mais exigentes. O potencial desta prática no nosso país é enorme, considerando que o volume de água tratada descarregada no ano 2000 era suficiente para suprir 10% das necessidades em água para rega num ano seco, sem necessidade de armazenamento sazonal. Por outro lado, um sistema de rega, quando devidamente projetado e funcionando adequadamente, permite que a água seja aplicada com um caudal, duração e frequência que maximizam o consumo da água e nutrientes pela planta. Este projeto consiste no desenvolvimento de um Sistema de Gestão Técnica para o controlo do sistema de rega dos jardins do ISEP – Instituto Politécnico de Engenharia do Porto com recurso a um autómato programável (PLC). Pretende-se otimizar os consumos energéticos do sistema de rega tendo em conta os parâmetros de humidade, temperatura e velocidade do vento característicos do local a regar. Outros dos objetivos é controlar o processo de enchimento e de rega. Esta operação consiste no controlo das bombas e respetivos débitos e conhecimento dos caudais necessários. Pretende-se, igualmente, definir e colocar em marcha todo o equipamento necessário para a realização do projeto. Os dados coletados devem ser tratados de tal modo que possam ser realizadas análises diárias, mensais e/ou anuais. Neste trabalho foram efetuados os cálculos de dimensionamentos relativamente às necessidades hídricas da planta e necessidades de rega, entre outros.

Sistema de Gestão Técnica Aplicado aos Sistemas de Rega

A cidade do Porto é uma das regiões do país onde é importante uma gestão sustentável e integrada dos recursos hídricos. A (re) utilização de água surge neste contexto como uma possível resposta na sua utilização como um recurso hídrico passível de ser usado beneficamente, permitindo a poupança de fontes de água convencionais e aumentando a disponibilidade dos recursos hídricos existentes para finalidades que requerem padrões de qualidade mais exigentes. O potencial desta prática no nosso país é enorme, considerando que o volume de água tratada descarregada no ano 2000 era suficiente para suprir 10% das necessidades em água para rega num ano seco, sem necessidade de armazenamento sazonal. Por outro lado, um sistema de rega, quando devidamente projetado e funcionando adequadamente, permite que a água seja aplicada com um caudal, duração e frequência que maximizam o consumo da água e nutrientes pela planta. Este projeto consiste no desenvolvimento de um Sistema de Gestão Técnica para o controlo do sistema de rega dos jardins do ISEP – Instituto Politécnico de Engenharia do Porto com recurso a um autómato programável (PLC). Pretende-se otimizar os consumos energéticos do sistema de rega tendo em conta os parâmetros de humidade, temperatura e velocidade do vento característicos do local a regar. Outros dos objetivos é controlar o processo de enchimento e de rega. Esta operação consiste no controlo das bombas e respetivos débitos e conhecimento dos caudais necessários. Pretende-se, igualmente, definir e colocar em marcha todo o equipamento necessário para a realização do projeto. Os dados coletados devem ser tratados de tal modo que possam ser realizadas análises diárias, mensais e/ou anuais. Neste trabalho foram efetuados os cálculos de dimensionamentos relativamente às necessidades hídricas da planta e necessidades de rega, entre outros.

Effects of Soil Compaction and Organic Carbon Content on Preferential Flow in Loamy Field Soils

Abstract: Preferential flow and transport through macropores affect plant water use efficiency and enhance leaching of agrochemicals and the transport of colloids, thereby increasing the risk for contamination of groundwater resources. The effects of soil compaction, expressed in terms of bulk density (BD), and organic carbon (OC) content on preferential flow and transport were investigated using 150 undisturbed soil cores sampled from 15 × 15–m grids on two field sites. Both fields had loamy textures, but one site had significantly higher OC content. Leaching experiments were conducted in each core by applying a constant irrigation rate of 10 mm h−1 with a pulse application of tritium tracer. Five percent tritium mass arrival times and apparent dispersivities were derived from each of the tracer breakthrough curves and correlated with texture, OC content, and BD to assess the spatial distribution of preferential flow and transport across the investigated fields. Soils from both fields showed strong positive correlations between BD and preferential flow. Interestingly, the relationships between BD and tracer transport characteristics were markedly different for the two fields, although the relationship between BD and macroporosity was nearly identical. The difference was likely caused by the higher contents of fines and OC at one of the fields leading to stronger aggregation, smaller matrix permeability, and a more pronounced pipe-like pore system with well-aligned macropores.

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

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

Projeto de uma ETAR para a freguesia de Canelas, Penafiel

O tratamento das águas residuais domésticas surge com o intuito de degradar os poluentes presentes, para que as águas residuais tratadas não prejudiquem o ambiente nem a saúde pública. O presente trabalho teve como objetivo a conceção e o dimensionamento de uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) na freguesia de Canelas com a finalidade de substituir a já existente e permitir a ampliação da área da rede de saneamento da freguesia. Foram considerados dois tipos de ETAR’s, compacta e convencional, para tratar águas residuais domésticas de aproxidamente 2000 habitantes, com um caudal médio de 400 m3/dia e um caudal de ponta de 1136,7 m3/dia. Das duas opções optou-se pela convencional uma vez que acarreta um menor investimento, no valor de 187 232 €, e se considera também mais adequada às características do efluente a tratar. O tratamento escolhido inclui inicialmente uma gradagem, com uma grade constituída por sete barras com um espaçamento de 20 mm entre elas, seguida de um tamisador rotativo com uma abertura de malha de 3 mm. Depois do tamisador, optou-se por um sistema de desarenação/desengorduramento com um volume do tanque de 3,95 m3 e um fluxo de ar de 17,9 m3/h. Na fase seguinte considerou-se um tratamento biológico por lamas ativadas em regime de arejamento prolongado num tanque de arejamento de volume igual a 245,8 m3 com um arejador submerso, seguindo-se um decantador secundário de volume 33,3 m3. Por último, escolheu-se um sistema de desinfeção por ultravioleta e, a montante do mesmo, um filtro rápido para eliminar pequenas partículas que o efluente ainda possa conter. Para a desinfeção foram consideradas duas secções com cinco módulos de duas lâmpadas cada, ou seja, vinte lâmpadas ultravioleta. Dos resíduos produzidos pelo tratamento da água residual, os gradados e as areias serão encaminhados para aterro, enquanto que as lamas serão enviadas para a ETAR das Termas de S.Vicente, para que sofram o tratamento adequado e sejam encaminhadas para o destinal final adequado (aplicação em solos agrícolas, compostagem ou em alternativa para aterro). No caso da ETAR covencional foi ainda avaliada a possível reutilização de um decantador da ETAR de Milhundos uma vez que esta se encontrava em fase de desativação. Desta avaliação, concluiu-se que não seria economicamente viável o seu reaproveitamento. Mestrado em Engenharia Química – Tecnologias de Proteção Ambiental Para além disso realizou-se também um levantamento dos principais problemas que ocorrem na maioria das ETAR’s e foram apresentadas as respetivas sugestões de resolução. A realização de um inquérito permititu concluir que os odores são o problema que mais causa incómodo à população.

Heavy metals removal in dual media filters

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil de Engenharia Sanitária