Performance of UASB reactors in two stages under different HRT and OLR treating residual waters of swine farming

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

Cara inchada of cattle, an infectious, apparently soil antibiotics-dependant periodontitis in Brazil

O objetivo desta revisão das pesquisas sobre a cara inchada dos bovinos (CI), realizadas no decorrer dos últimos 30 anos, é de elucidar melhor a sua etiologia. A CI geralmente tem sido considerada de origem nutricional, causada primariamente por deficiência ou desequilíbrio mineral. A doença caracteriza-se por uma periodontite rapidamente progressiva, que afeta os tecidos peridentários a nível dos premolares e molares no período de erupção dos dentes e que se inicia geralmente em bezerros jovens. A doença causou grandes perdas econômicas aos pecuaristas da Região Centro-Oeste do Brasil, nas décadas de 1960 e 1970, com a ocupação de novas terras para criação de gado. O freqüente abaulamento lateral dos ossos maxilares nos bezerros, que deu à doença o nome popular de cara inchada, foi demonstrado ser conseqüente à periostite crônica ossificante resultante da alveolite purulenta da CI. Das lesões peridentárias foi isolado, em grande número, Bacteroides melaninogenicus, sempre junto com Actinomyces (Corynebacterium) pyogenes. Bactérias classificadas como pertencentes ao grupo sacarolí-tico e não-sacarolítico dos pigmentados de negro Bacteroides melaninogenicus e Bacteroides spp também foram isoladas, em pequeno número, de bovinos jovens sadios de fazendas CI-negativas. Ensaios in vitro mostraram que os antibióticos estreptomicina e actinomicina, bem como os sobrenadantes de cultivos de actinomicetos do solo de fazendas CI-positivas, aplicadas nas bactérias ensaiadas em concentrações subinibidoras, aumentaram significativamente (até 10 vezes) a aderência de B.melaninogenicus a células epiteliais da gengiva bovina. Esses antibióticos são produzidos no solo em conseqüência de um aumento do número de actinomicetos, incluindo os do gênero Streptomyces, quando há modificação de sua microbiota em áreas previamente ocupadas por mata virgem ou vegetação natural de Cerrado, que foram cultivadas pela primeira vez na formação de pastagem para o gado. em face da epidemiologia da CI, há fortes evidências de que a ingestão desses antibióticos pelos bovinos, junto com a forrageira, seja importante fator desencadeante para o desenvolvimento da periodontite. Através do aumento da aderência de B. melaninogenicus ao epitélio da gengiva marginal, em face da ingestão dos antibióticos pelos animais, as bactérias conseguem colonizar, formar a placa bacteriana e tornar-se patogênicas. Há evidência de que o fator desencadeante (aparentemente, os antibióticos) esteja também presente no leite de vacas-mães de bezerros afetados pela CI. Foi demonstrado que as bactérias envolvidas na periodontite produzem enzimas e endotoxinas capazes de ação destrutiva sobre os tecidos peridentários. A epidemiologia da CI, com a diminuição de sua incidência e o seu desaparecimento no decorrer dos anos, pode ser explicada pelo fato de que o prévio equílibrio da microbiota no solo virgem foi alcançado novamente e a produção dos antibióticos se reduziu. Desta maneira, a CI deve ser considerada como uma periodontite infecciosa multifatorial, causada sobretudo por bactérias anaeróbias pertencentes ao grupo Bacteroides melaninogenicus e, ao que tudo indica, desencadeada pela ingestão contínua, com a forrageira, de concentrações subinibidoras de antibióticos de solos recentememente cultivados. Esta hipótese é reforçada pela observação recente de novos surtos de CI, em áreas anteriormente positivas para a doença, em conseqüência da reforma de pastagens e capineiras após muitos anos. A natureza infecciosa da CI-periodontite foi confirmada através de experimento, em que virginiamicina mostrou-se eficaz no tratamento oral de bovinos afetados pela doença. Os antibióticos espiramicina e virginiamicina, usados como aditivos em suplementos minerais no campo, mostraram-se eficientes na prevenção da CI.

Biodigestão anaeróbia de efluente de abatedouro avícola

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o processo de biodigestão anaeróbia no tratamento de efluentes de abatedouro avícola, considerando-se os TRH de 7, 14 e 21 dias, além da adição de enzima lipolítica aos substratos, nas concentrações de 0; 0,5; 1,0 e 1,5 g L-1 de carga adicionada aos biodigestores. A influência dos TRH e da adição de enzima lipolítica aos substratos foi avaliada por meio das produções de biogás e CH4, dos potenciais de produção por DQO, adicionada e removida, bem como pelas reduções dos teores de DQO, concentrações de N, P e K e dos valores de pH. Os resultados obtidos demonstraram que houve influência dos TRH (em que o TRH 7 expressou os melhores resultados, para produção semanal média de biogás, com 40,7 L, e CH4, com 32,2 L) e das concentrações de enzimas, com maiores valores de produção para os tratamentos 1,0 (24,6 L) e 1,5 g L-1 (26,2 L), que não diferiram entre si. As concentrações de enzimas de 1,0 e 1,5 g L-1 apresentaram maiores potenciais de produção de biogás (1,1 e 1,1 L g-1 de DQO adicionada, respectivamente) e metano (0,9 e 0,8 L g¹ de DQO adicionada, respectivamente), quando comparadas com as da 0,5 g L-1 (0,8 e 0,7 L g-1 biogás e CH4, respectivamente) e 0 (0,7 e 0,5 L g-1 biogás e CH4, respectivamente). As maiores remoções de DQO foram alcançadas nas concentrações de 0,5 g L-1 (83,3%) e TRH de 21 dias (74,4%). Contudo, para que haja maior eficiência na reciclagem energética, recomenda-se a utilização de concentrações de 1,0 g L-1 de efluente e tempo de retenção hidráulica de 7 dias.

Mathematical tool to size rural digesters

Os biodigestores têm sido objetos de grande destaque devido a atual crise de energia e conseqüente busca de fontes alternativas. Outro fator que coloca os biodigestores em evidência é o intenso processo de modernização da agropecuária, que além da grande demanda de energia, produz um volume de resíduos animais e de culturas, que ocasiona muitas vezes problemas de ordem sanitária. O objetivo deste trabalho é fornecer uma ferramenta matemática para determinação de parâmetros para projetos de construção de biodigestores rurais, levando-se em consideração o atendimento de necessidades energéticas, obedecendo os dimensionamentos dos sistemas, fatores de rendimento e garantindo a funcionalidade. Para isto, foram formulados modelos de otimização não lineares, de fácil resolução, para os três principais tipos de biodigestores rurais. Com a resolução destes modelos são determinados a altura e o diâmetro que levem a um volume mínimo para cada tipo, com isto reduz-se a quantidade necessária de materiais de alvenaria e consequentemente o custo do biodigestor é diminuído.

Start-up adjustment of a plug-flow digester for cassava wastewater (manipueira) treatment

Um dos resíduos gerados no processamento da mandioca (Manihot esculenta) é a manipueira, passível de tratamento por biodigestão anaeróbia. Este trabalho objetivou estudar o processo de partida de um biodigestor tipo plug-flow, tratando manipueira de duas maneiras: diminuindo-se gradativamente o tempo de retenção hidráulica (TRH) até se chegar ao tempo pré-estabelecido, quatro dias; ou mantendo-se o TRH fixo em quatro dias e aumentando-se gradativamente a concentração do afluente. O biodigestor, com capacidade 1980 mL, foi mantido a temperatura de 32ºC ± 1. Empregou-se como substrato manipueira e ajustou-se o pH entre 5,5 e 6,0. A primeira etapa foi caracterizada empregando-se TRH de 16,6; 13,6; 11,6 e 9,6 dias e 3,1; 2,0; 2,3 e 2,9 g DQO L-1 d-1 de carga orgânica, respectivamente. Na segunda etapa manteve-se TRH fixo, 4 dias, porém cargas orgânicas de 0,48, 0,86, 1,65 e 2,46 g DQO L-1 d-1. Determinaram-se no afluente e efluente, sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV), demanda química de oxigênio (DQO), alcalinidade e acidez volátil. Na primeira etapa, melhores resultados foram observados trabalhando com TRH 9,6 dias e carga orgânica 2,9 g DQO L-1 d-1, quando houve redução de DQO, ST e SV de 60%, 44% e 60%, respectivamente. Na segunda etapa o TRH de 4 dias apresentou melhores resultados empregando-se carga orgânica de 0,86 g DQO L-1 d-1, houve redução de 71%, 58% e 79% de DQO, ST e SV, respectivamente. A partida do biodigestor plug-flow tratando manipueira, pode ser realizada tanto diminuindo-se o TRH, quanto mantendo-o fixo e aumentado-se a concentração do afluente.

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reator anaeróbio operado em batelada sequencial

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

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reator UASB e filtro anaeróbio em série seguidos de filtro biológico percolador

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

Effect of the passive recovery period on the lactate minimum speed in sprinters and endurance runners

The objective of this study was to verify the effect of the passive recovery time following a supramaximal sprint exercise and the incremental exercise test on the lactate minimum speed (LMS). Thirteen sprinters and 12 endurance runners performed the following tests: 1) a maximal 500 m sprint followed by a passive recovery to determine the time to reach the peak blood lactate concentration; 2) after the maximal 500 m sprint, the athletes rested eight mins, and then performed 6 x 800 m incremental test, in order to determine the speed corresponding to the lower blood lactate concentration (LMS1) and; 3) identical procedures of the LMS1, differing only in the passive rest time, that was performed in accordance with the time to peak lactate (LMS2). The time (min) to reach the peak blood lactate concentration was significantly higher in the sprinters (12.76+/-2.83) than in the endurance runners (10.25+/-3.01). There was no significant difference between LMS1 and LMS2, for both endurance (285.7+/-19.9; 283.9+/-17.8 m/min; r= 0.96) and sprint runners (238.0+/-14.1; 239.4+/-13.9 m/min; r= 0.93), respectively. We can conclude that the LMS is not influenced by a passive recovery period longer than eight mins (adjusted according with the time to peak blood lactate), although blood lactate concentration may differ at this speed. The predominant type of training (aerobic or anaerobic) of the athletes does not seem to influence the phenomenon previously described.

Metabolism of stevioside by chickens

In intubation experiments (643-1168 mg per animal), most of the stevioside administered to chickens was recovered unchanged in the excreta, and only about 2% was converted into steviol. Neither stevioside nor steviol could be found in the blood. In chronic studies (667 mg of stevioside/kg of feed) with laying hens and meat-type chickens, no significant differences were found in feed uptake, weight gain, and feed conversion as the result of stevioside administration. The egg production and egg composition of laying hens were not influenced. Most of the stevioside taken up was found untransformed in the excreta, and about 21.5% or 7.3% was converted to steviol by meat-type chickens or laying hens, respectively. No stevioside or steviol could be detected in the blood or in the eggs of the different groups of animals. In anaerobic incubation experiments with chicken excreta, only a 20% conversion of stevioside into steviol was found. No harmful effects were observed in the chronic stevioside supplementation experiments nor in the intubation experiments in which very high stevioside doses were given.

STUDIES ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE PATHOGENICITY OF PARACOCCIDIOIDES-BRASILIENSIS IN MICE AND ITS GROWTH-RATE UNDER DIFFERENT OXYGEN ATMOSPHERES

We performed comparative studies of the pathogenicity of six strains of Paracoccidioides brasiliensis (Bt-9, Bt-4, Pb-9, Pb-18, Bt-7 and B-1183) for young adult male ddY mice and growth rate of each strain under different oxygen atmospheres (aerobic, micro-aerobic and anaerobic atmospheres) at 37-degrees-C. 10(6) units of yeast cells were intravenously injected into each mouse. The pathogenicity of each isolate was determined by a scoring system based on organ culture and histopathological findings. The growth rates under different oxygen atmospheres were determined by a scoring system in which 300 fungal units per strain were counted. The strain Bt-9 showed the greatest pathogenicity, followed by Bt-4. Pb-9 and Pb-18 had on intermediate rank of pathogenicity. Bt-7 and B-1183 were the least pathogenic of the strains tested. Except for strain Bt-7 all strains showed an excellent growth under an aerobic atmosphere. Bt-4 and Bt-9 also showed excellent growth under a micro-aerobic atmosphere, followed by Pb-9, whereas the growth of Pb-18, Bt-7 and B-1183 was limited. There was a correlation between the growth rate under a micro-aerobic atmosphere and the pathogenicity of a strain. The growth rate of P. brasiliensis under a micro-aerobic atmosphere strongly correlated to its pathogenicity.

Ácidos orgânicos e microbiota cecal anaeróbia no controle da infecção experimental de frangos por Salmonella typhimurium e Salmonella enteritidis

The aim of this investigation was to study the effect of organic acids and/or anaerobic cecal microflora (ACM) on systemic and digestive infection of broilers by Salmonella typhimurium and S. enteritidis. ACM was used without previous bacterial identification. The treatment with ACM increased the resistance to Salmonella spp infection. Infection was more evident in caeca, followed by rectum and crop and did not interfere on body weight of broilers. Treated and control groups showed the same degree of infection at the end of the experiment. The use of ACM isolated or combined with acetic acid, reduced the colonization of the chick's digestive system by S. typhimurium and S. enteritidis. Acetic acid added to ACM did not potentiate the reduction of digestive system colonization. Except for the crop, the isolated use of acetic, propionic or formic acids did not reduce S. typhimurium and S. enteritidis, in caeca and rectum. The use of organic acids and ACM had little effect on reduction of caecum pH. The treatment with ACM reduced the quantity of S. enteritidis in the faeces. The reduction of caecum pH did not reduce the quantity of S. enteritidis in faeces. S. enteritidis was much more invasive than S. typhimurium and use of organic acids and ACM had little effect on reduction of systemic infection.

Microbiological analyses of poultry litter used for ruminant feeding

The aims of this study were to estimate the changes in total bacterial counts (TBC) in poultry litter samples, consisting of rice hulls, after storage, and to identify pathogenic bacteria. For the countings Plate Count agar (Difco) was used. Enrichment and selective media such as blood agar, MacConkey, Baird Parker, brain and heart agar, and egg yolk solid media, and cooked meat and brain and heart infusion, incubated under aerobic or anaerobic conditions were used to isolate Staphylococcus aureus, Salmonella sp, Clostridium perfringens, C. botulinum, C. chauvoei, Campylobacter sp, Escherichia coli, and Corynebacterium sp. Litter samples were collected from the houses of the Veterinary School experimental aviary. A fully randomized experimental design was used with four treatments and four replications, for a total of 16 samples. A decrease in TBC was detected when treatment T1 (zero days of storage) was compared with treatments T2 (14 days of storage). on the other hand the treatments T3 (28 days of storage) and T4 (42 days of storage) presented significantly superior counting in relation to treatment T1. Some pathogenic bacteria of Enterobacteriaceae such as Escherichia coil, Proteus, Arizona, Providencia, Edwardsiella, as well as Staphylococcus aureus, S. epidermidis, different species of genus Clostridium as C. perfringens, C. sordelli, C. chauvoei, C. tetani and C. novyi as well as some strains of Corynebacterium pyogenes were isolated.

Partial characterization of the polluting load of swine wastewater treated with an integrated biodigestion system

The stabilization of swine wastewaters from swine confined housing by the combination of a upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor and waste stabilization ponds is a viable alternative to minimize the environmental impact caused by inadequate disposal of swine wastewaters. In the present study, the polluting load of pre-decanted swine wastewater treated with a series of two 0.705 m(3) UASB reactors and then in parallel in aerated and non-aerated stabilization tanks was investigated from January to July, 2000. Physicochemical and microbiological analyses were made adopting standard methods (Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 19th ed., American Public Health Association, Washington, DC, 1995). COD values decreased as the wastewater ran through the integrated biodigestion system dropping from about 3492 +/- 511-4094 mg l(-1) +/- 481 to 124 +/- 52-490 mg l(-1) +/- 230, while nitrate and nitrite levels increased in stabilization tanks, ranging respectively from 4 +/- 0 to 20 mg l(-1) +/- 3 and 3 +/- 1 to 11 mg l(-1) +/- 24. Although the removal of Escherichia coli was more than 97% +/- 6, the effluents of the treatment system still contained unacceptable levels of E. coli (1.6 x 10(3)-1.2 x 10(6) 100 ml(-1)) according to WHO guidelines for use of wastewater in agriculture and aquaculture. These results indicate the necessity of changes on operational characteristics of the treatment system such as an increase of the hydraulic retention time in UASB reactors or in stabilization tanks. (C) 2003 Published by Elsevier Ltd.

Produtividade e qualidade de frutos do mamoeiro em função de tipos e doses de biofertilizantes

Biofertilizers are organic products usually obtained from an anaerobic process, evaluated mainly as phytoprotectors for agriculture, although they can improve fruit production. By this way, a field experiment was carried out in Remigio County, Paraiba State, Brazil, to evaluate the effects of two bovine biofertilizers on yield, medium mass and quality of papaya fruits (Carica papaya L.), 'Baixinho de Santa Amalia cultivar. Treatments were distributed in a randomized complete blocks design with three replications and 15 plants in each parcel, in a 2 x 5 factorial arrangement, with two biofertilizers: simple (water and fresh bovine manure) and supermagro (water, fresh bovine manure, macro and micronutrients and a protein mix), applied in soil under liquid form at five volumes, as follows: 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; e 2.0 L cave(-1). There was no statistical difference between biofertilizers for fruit mass, yield and external and internal fruit quality variables, while between volumes differences were registered for both biofertilizers. The results, except for fruit firmness, registered positive effects of the biofertilizers on 'Baixinho de Santa Amalia' papaya cultivar in relation to yield and physical and chemical fruit quality.

Evaluation in vitro of the antagonistic substances produced by Lactobacillus spp. isolated from chickens

To determine the inhibitory capacity of lactic acid bacteria due to the action of antagonistic substances, we tested 474 isolates of Lactobacillus from the crop and cecum of chickens against gram-positive and gram-negative indicator microorganisms by the spot-on-the-lawn and well-diffusion antagonism methods. of the 474 isolates, 265 demonstrated antimicrobial activity against the indicator microorganisms. Isolates identified as L. reuteri, L. salivarius, or Lactobacillus spp. inhibited Enterococcus faecalis, E. faecium, Listeria monocytogenes, and Salmonella spp. but not L. casei, L. delbrueckii, L. fermentum, or L. helveticus by the well-diffusion simultaneous antagonism method under anaerobic incubation conditions. The antagonistic substances produced by some of the Lactobacillus isolates were inactivated after treatment by proteolytic enzymes, which suggested that the substances could be antimicrobial peptides or bacteriocins.