A control of gas-vacuolate cyanobacteria

The cyanobacteria that cause problems in water supply are principally the colonial forms that are buoyed up by gas vesicles. The success of these organisms is due, in part, to their gas vesicles, which enable them to perform vertical migrations or to maintain themselves in the euphotic zone. The gas vesicles are also the root cause of the problems. In calm periods they cause the cyanobacteria to float to the water surface forming noxious scums, and they may prevent the colonies from sedimenting in water treatment plants. Gas vesicles are hollow, gas-filled structures; they are rigid but can be collapsed by the application of pressure. Their critical collapse pressure is influenced by their dimensions, which vary in different organisms. Gas vesicles are formed by the assembly of two types of protein, which determine their mechanical and physical properties. Methods for collapsing gas vesicles in natural populations of cyanobacteria will be considered. They may have application to the control of cyanobacteria in water supply.

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.

Variabilidade Climática, Disponibilidade Hídrica e ETA Guandu: Uma Análise Qualitativa de Vulnerabilidade.

A ETA Guandu é de vital importância para o estado do Rio de Janeiro por ser responsável pelo abastecimento de 8,5 milhões de pessoas na Região Metropolitana. Este trabalho tem como objetivo efetuar uma análise qualitativa de sua vulnerabilidade, em relação à qualidade e quantidade de água captada, perante diversos fatores de estresse, visando dimensionar a importância da variabilidade climática na composição de sua vulnerabilidade. Adotou-se o conceito de vulnerabilidade como função da exposição (grau em que um sistema experimenta estresses), da sensibilidade (grau em que um sistema é afetado pelo estresse) e capacidade adaptativa (capacidade de um sistema de se ajustar, moderar ou lidar com as conseqüências de um estresse). Dessa forma, foi possível desenvolver uma metodologia de análise qualitativa de vulnerabilidade, específica ao caso da ETA Guandu, perante quatro fatores de estresse considerados como os mais determinantes para a vulnerabilidade atual: i) variabilidade climática; ii) transposição; iii) condições ambientais e qualidade da água e iv) acidentes ambientais. Os resultados evidenciaram que o maior grau de vulnerabilidade da ETA Guandu se relaciona à transposição, já que diversas partes de sua infraestrutura não dispõem de ações de manutenção preventiva. A vulnerabilidade devido às condições ambientais é também intensa, principalmente a turbidez no período chuvoso; entre 2000 e 2010, a ETA Guandu foi parcialmente paralisada 22 vezes em função do grande aporte de sedimentos. Não identificamos nenhum registro de paralisação total da ETA Guandu em função de acidentes ambientais, embora algumas vezes estes tenham imposto a paralisação da transposição. O componente variabilidade climática (intensificação de eventos hidrológicos extremos) revelou-se como o estressor menos determinante da vulnerabilidade atual.

Diseño estructural para la red de abastecimiento de agua en el Cantón de Conacaste, Municipio de Comasagua, El Salvador.

[ES]El presente trabajo tiene como objetivo el diseño de las estructuras necesarias en el sistema de abastecimiento de agua potable para las comunidades de La Violeta-Arcoiris, La Ceiba, San Rafael, La Finquita y La Dalia en el municipio de Comasagua, El Salvador. Este trabajo será una parte de la carpeta técnica necesaria para la financiación y ejecución del sistema y se realizará en el marco del Plan director para el abastecimiento y saneamiento de agua en zonas rurales del sur de La Libertad.

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.

Quironómidos (Díptera) de las instalaciones de la E.D.A.R. de Galindo

[ES] La finalidad de este trabajo es la identificación taxonómica de algunos de los quironómidos (Diptera) presentes en el entorno de la Estación Depuradora de Aguas Residuales de Galindo. La captura de los insectos se llevó a cabo mediante dos metodologías distintas, en los clarificadores de Decantación Secundaria de la E.D.A.R. La identificación taxonómica se ha realizado con la consulta de guías de identificación de machos adultos, los cuales presentan características morfológicas diferenciadoras más útiles y complejas. La identificación llevó al establecimiento de cuatro morfotipos, que agrupan a los individuos observados según características morfológicas comunes. En cada morfotipo se incluyen los taxones correspondientes de acuerdo con su identificación taxonómica. Sin embargo, en algunos casos, la identificación no ha alcanzado el nivel de especie.

Avaliações técnico-operacionais em estações de tratamento de água dos municípios das regiões leste e dos lagos do Estado do Rio de Janeiro, com propostas de melhorias para futura implantação de sistema de gestão ambiental baseado nas normas ISO 14.000.

Na gestão de recursos hídricos, as questões relacionadas aos impactos ambientais causados pelas Estações de Tratamento de Água não podem ser negligenciadas, devendo ser avaliadas em todos seus aspectos. Neste trabalho foram avaliadas as condições técnicasoperacionais e a gestão de seis Estações de Tratamento de Água de pequeno porte situadas nas regiões leste e dos lagos do estado do Rio de Janeiro. Os resultados apresentam dados de produção de água tratada, perdas de água contabilizadas com lavagem de filtros e descargas de decantadores e as não contabilizadas, gastos de energia e produtos químicos, produção de resíduos e seu destino final, bem como levantamento da capacitação do pessoal de operação, comparados com valores de literatura para ETAs consideradas eficientes. A partir da discussão dos resultados concluiu-se que há necessidade de correções de operação e manutenção das ETAs e monitoramento da qualidade das águas bruta e tratada, recomendando-se que a empresa de saneamento, efetivamente, implante melhorias para uma posterior implantação, em cada unidade, de um sistema de gestão ambiental, baseado nas normas ISO 14.000.

Biofiltração de compostos orgânicos voláteis e gás sulfídrico em estações de despejos industriais de processamento de hidrocarbonetos.

Neste trabalho foi estudado o tratamento simultâneo por biofiltração de emissões de compostos orgânicos voláteis, COV e gás sulfídrico, H2S, em estações de tratamento de despejos industriais, de refinaria de petróleo, ETDI. A biofiltração dos gases emanados da EDTI mostrou ser uma técnica de alta eficiência, atingindo valores de 95 a 99 % para tratamento simultâneo de COV e H2S em concentrações de 1000 e 100 ppmv, respectivamente. Foram realizados testes em 95 dias consecutivos de operação, em uma planta piloto instalada na Superintendência da Industrialização do Xisto, SIX, em São Mateus do Sul, Paraná, de março a agosto de 2006. O biofiltro foi do tipo fluxo ascendente, com 3,77 m3 de leito orgânico, composto de turfa, carvão ativado, lascas de madeira, serragem brita fina além de outros componentes menores. Foi realizada inoculação biológica com lodo filtrado de estação de tratamento de esgoto sanitário. As vazões de gás aplicadas variaram de 85 a 407 m3/h, resultando em taxas de carga de massa de 11,86 a 193,03 g de COV/h.m3 de leito e tempos de residência de 24 segundos a 6,5 minutos, com tempo ótimo de 1,6 minutos. A capacidade máxima de remoção do sistema encontrada, nas condições testadas, foi de 15 g de COV/h. m3, compatível com os valores encontrados na literatura para depuração biológica de COV na escala praticada. Também foi verificada a redução de componentes específicos de BTX, demonstrando boa degradabilidade dos compostos orgânicos. Finalmente o biofiltro demonstrou boa robustez biológica diante dos desvios operacionais intencionalmente provocados, tais como falta de umidade do leito, baixa temperatura, alta vazão, falta de carga de COV e baixo pH do leito. Depois de retomada a condição de operação estável, a biofiltração rapidamente atingiu o estado de equilíbrio, assegurando o uso eficiente e confiável da técnica no tratamento de gases de EDTI na indústria do hidrocarbonetos ou em refinarias de petróleo.

Consumo de água e tarifa social em áreas de baixa renda: estudo de caso das comunidades de Santa Marta, Complexo do Borel/Casa Branca e Complexo da Mangueira.

O município do Rio de Janeiro, desde sua fundação luta com o grave problema de abastecimento de água. Com o passar do tempo todas as pequenas captações no entorno da cidade foram exauridas tanto em termos de quantidade como em qualidade, afetadas pela poluição decorrente do lançamento de efluentes in natura. Solução foi a busca por novas fontes de abastecimento em outros municípios. Atualmente 80% (oitenta por cento) do abastecimento da região metropolitana do Rio de Janeiro, RMRJ, é proveniente de uma única fonte: o rio Guandu. Isto foi possível devido à transposição da bacia do rio Paraíba do Sul para o rio Guandu ocorrida na década de 50. Esta fonte essencial de abastecimento, onde foi construída a maior Estação de Tratamento de Água do mundo - ETA Guandu - está à beira da exaustão. Somente uma pequena parcela de água bruta foi captada e tratada nesta última década. Visando minimizar o grave problema que já se apresenta e enquanto investimentos em novas alternativas não forem alcançados, o consumo com responsabilidade e sustentabilidade passa a ser a tônica da discussão. Neste contexto, as áreas de baixa renda do município com suas 801 favelas e mais de 1.500 loteamentos irregulares representando em 2010 aproximadamente 1/3 (um terço) da população total, consumindo de 10% a 15% de toda a produção de água tratada da região metropolitana deve ser permanentemente estimulada a contribuir com esta redução de consumo. Estudos apresentados nesta dissertação em três metodologias distintas apontam para um consumo acima da média nacional deste mesmo perfil de população. Os resultados obtidos indicam a necessidade real da redução de consumo observando, entretanto que este é um trabalho extremamente árduo e difícil uma vez que exige mudança de hábitos e a envolvimento de todos, desde a população até a Companhia de Saneamento local.

Technology and success in restoration, creation, and enhancement of Spartina afferniflora marshes in the United States. Vol. 1: Executive Summary and Annotated Bibliography

Extensive losses of coastal wetlands in the United States caused by sea-level rise, land subsidence, erosion, and coastal development have increased hterest in the creation of salt marshes within estuaries. Smooth cordgrass Spartina altemiflora is the species utilized most for salt marsh creation and restoration throughout the Atlantic and Gulf coasts of the U.S., while S. foliosa and Salicomia virginica are often used in California. Salt marshes have many valuable functions such as protecting shorelines from erosion, stabilizing deposits of dredged material, dampening flood effects, trapping water-born sediments, serving as nutrient reservoirs, acting as tertiary water treatment systems to rid coastal waters of contaminants, serving as nurseries for many juvenile fish and shellfish species, and serving as habitat for various wildlife species (Kusler and Kentula 1989). The establishment of vegetation in itself is generally sufficient to provide the functions of erosion control, substrate stabilization, and sediment trapping. The development of other salt marsh functions, however, is more difficult to assess. For example, natural estuarine salt marshes support a wide variety of fish and shellfish, and the abundance of coastal marshes has been correlated with fisheries landings (Turner 1977, Boesch and Turner 1984). Marshes function for aquatic species by providing breeding areas, refuges from predation, and rich feeding grounds (Zimmerman and Minello 1984, Boesch and Turner 1984, Kneib 1984, 1987, Minello and Zimmerman 1991). However, the relative value of created marshes versus that of natural marshes for estuarine animals has been questioned (Carnmen 1976, Race and Christie 1982, Broome 1989, Pacific Estuarine Research Laboratory 1990, LaSalle et al. 1991, Minello and Zimmerman 1992, Zedler 1993). Restoration of all salt marsh functions is necessary to prevent habitat creation and restoration activities from having a negative impact on coastal ecosystems.

Respiratory metabolism in Oreochromis mossambicus, Peters under different environmental conditions

Oxygen consumption in Oreochromis mossambicus, Peters (3-60g in weight) was measured under different stress conditions at a constant temperature of 20±1°C. The rate of oxygen consumption was significantly higher (0.170 ml gˉ¹hˉ¹)at a salinity of 30x10ˉ³ compared with that (0.132ml gˉ¹hˉ¹) in freshwater. The oxygen consumption was also found to be affected by changes in pH. Weight specific rate decreased significantly from 0.113 to 0.045 ml gˉ¹hˉ¹ with increasing body weight. A positive correlation was recorded between availability of dissolved oxygen and the rate of oxygen consumption by the fish. While copper sulphate and malachite green inhibited the respiratory metabolism, formaldehyde treatment raised it from 0.088 to 0.118ml gˉ¹hˉ¹.

Influence of some abiotic factors on the acute toxicity of cadmium to Cyprinus carpio

Hardness of water had significant effect on the acute toxicity of cadmium to common carp, Cyprinus carpio. The 96h LC sub(50) and safe application rate increased from 43.17 and 22.77 mg 1 super(-1) in soft water (0.9 mM Ca super(2+) l super(-1)) to 310.48 and 177.66 mg l super(-1), respectively, in very hard water (6.0 mM Ca super(2+) l super(-1)). In medium hard and hard water, 96h LC sub(50) values were 48.39 and 116.45 mg l super(-1). When sediments were included in the medium hard, hard and very hard water treatments, the 96h LC sub(50) were 111.20, 133.71 and 334.47 mg l super(-1), respectively. Among these values, the one for medium hard water with sediment treatment was significantly higher than medium hard water treatment; values for the other two treatments were non-significant when compared with respective water treatments. Sediment was able to reduce the acute toxicity of cadmium mainly due to the complexation of cadmium with dissolved organic carbon (DOC). At the lower hardness level, cadmium complexed with DOC and the acute toxicity was reduced significantly. At higher hardness, most of the DOC sites were occupied by calcium and the acute toxicity of cadmium was not significantly reduced in hard water with sediment and very hard water with sediment experiments in comparison to respective water treatments.

Study on the hydrolysis/precipitation behavior of Keggin Al-13 and Al-30 polymers in polyaluminum solutions

The hydrolysis/precipitation behaviors of Al3+, Al-13 and Al-30 under conditions typical for flocculation in water treatment were investigated by studying the particulates' size development, charge characteristics, chemical species and speciation transformation of coagulant hydrolysis precipitates. The optimal pH conditions for hydrolysis precipitates formation for AlCl3, PAC(A113) and PAC(A130) were 6.5-7.5, 8.5-9.5, and 7.5-9.5, respectively. The precipitates' formation rate increased with the increase in dosage, and the relative rates were AlCl3 >> PAC(A130) > PACA113. The precipitates' size increased when the dosage increased from 50 mu M to 200 mu M, but it decreased when the dosage increased to 800 AM. The Zeta potential of coagulant hydrolysis precipitates decreased with the increase in pH for the three coagulants. The isoelectric points of the freshly formed precipitates for AlCl3, PAC(A113) and PAC(A130) were 7.3, 9.6 and 9.2, respectively. The Zeta potentials of AlCl3 hydrolysis precipitates were lower than those of PAC(A113) and PAC(A130) when pH > 5.0. The Zeta potential of PAC(A130) hydrolysis precipitates was higher than that of PACA113 at the acidic side, but lower at the alkaline side. The dosage had no obvious effect on the Zeta potential of hydrolysis precipitates under fixed pH conditions. The increase in Zeta potential with the increase in dosage under uncontrolled pH conditions was due to the pH depression caused by coagulant addition. Al-Ferron research indicated that the hydrolysis precipitates of AlCl3 were composed of amorphous AI(OH)3 precipitates, but those of PACA113 and PACA130 were composed of aggregates of Al-13 and Al-30, respectively. Al3+ was the most un-stable species in coagulants, and its hydrolysis was remarkably influenced by solution pH. Al-13 and Al-30 species were very stable, and solution pH and aging had little effect on the chemical species of their hydrolysis products. The research method involving coagulant hydrolysis precipitates based on Al-Ferron reaction kinetics was studied in detail. The Al species classification based on complex reaction kinetic of hydrolysis precipitates and Ferron reagent was different from that measured in a conventional coagulant assay using the Al--Ferron method. The chemical composition of Al-a, Al-b and Al-c depended on coagulant and solution pH. The Al-b measured in the current case was different from Keggin Al-13, and the high Alb content in the AlCl3 hydrolysis precipitates could not used as testimony that most of the Al3+ Was converted to highly charged Al-13 species during AlCl3 coagulation.

应用负载型纳米铁去除饮用水中砷的研究

砷是毒性最强的元素之一，水体中砷的污染己经引起人们广泛的关注。我国的新疆、内蒙、山西和台湾等省和地区地下水砷含量严重超标。全球共有5,000多万人遭受高砷饮用水的威胁，其中中国有1,500多万，是饮用水砷污染最严重的国家之一。WHO推荐饮用水砷的最高允许浓度从原来的50 µg•L-1已降至10 µg•L-1。更为严格的砷卫生标准的颁布，对作为饮用水源的地下水中的砷去除工艺提出了更高的要求。吸附法除砷比膜法、混凝法和离子交换法更安全、简便，是砷去除工艺中最有效的方法之一。 首先，本研究通过优化制备条件（包括炭种类的选择、炭的粒径大小、还原剂的浓度及滴定速率、反应温度、铁盐的种类及浓度、分散剂的比例及浓度），制备了负载型纳米铁。考虑到砷的去除效率、工程应用的可行性以及经济性，最优的制备条件如下：选用粒径为20~40目煤质炭，在室温、一定的分散剂比例及浓度，0.2 M KBH4滴速为20 d•min-1时所制备的Fe/炭为82.0 mg•g-1；纳米铁在活性炭孔内呈针状，其直径为30~500 nm，长度为1,000~2,000 nm。绝大多数的铁都负载到活性炭内部，这在处理水时铁不流失很重要。 其次，利用制备的负载型纳米铁作吸附载体，进行了饮用水中As(Ⅴ)的吸附去除实验。研究了该吸附剂对As(Ⅴ)的吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素（包括As(Ⅴ)的不同初始浓度、吸附剂用量、pH值、共存离子和不同温度）、pH值、共存离子等环境条件对As(Ⅴ)去除的影响；以及吸附剂的再生及再生后的吸附效率等。研究发现在前12 h内吸附较快，72 h时达到了平衡。用Langmuir 吸附等温式估算出As(Ⅴ)的吸附量为12.0 mg•g-1。该吸附剂在pH 6.5， (25±2)℃， As(Ⅴ)初始浓度为2 mg•L-1，吸附剂用量为1.0 g•L-1时，As(Ⅴ)的去除率为75.2%；当把吸附剂的用量增加到1.5 g•L-1时，As(Ⅴ)的去除率可达99.9%以上。吸附剂可以用0.1M的NaOH浸泡12 h后即可再生，再生效率较高。常见的阴离子中PO43-、SiO32-对As(Ⅲ)的去除抑制较大，而SO42-、CO32-、C2O42-等离子对砷的去除影响较小。Fe2+对As(Ⅲ)的吸附抑制作用较大而其它阳离子影响不大。吸附剂可用0.1 M NaOH 有效再生，并且具有良好的机械性能。实验室初步实验数据表明，该吸附剂对饮用水除砷具有较好的应用前景。 第三，利用实验室制备的负载型纳米铁对饮用水中As(Ⅲ)的吸附去除也进行了研究。考察了吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素、pH值、共存离子等环境条件对As(Ⅲ)去除的影响；以及吸附剂的再生及再生后的吸附效率等。研究发现，该吸附剂在pH 6.5， (25±2)℃， As(Ⅲ)初始浓度为2 mg•L-1，吸附剂用量为1.0 g•L-1时， 对As(Ⅲ)的去除率为99.8%；其吸附容量为1.996mg•g-1。吸附过程中部分As(Ⅲ)被氧化。与As(Ⅴ)的吸附相比，该吸附剂对As(Ⅲ)的效率比较高-而常见的其它除砷吸附剂如载铁纤维棉等，对As(Ⅴ)的效率比As(Ⅲ)高，为有效去除As(Ⅲ)，常常需要专门加上氧化这一过程。 最后，利用负载型纳米铁对饮用水中As(Ⅲ) 的氧化性能进行考察，发现该吸附剂不但能够有效吸附去除饮用水中的砷，而且还能把As(Ⅲ)有效地氧化为As(Ⅴ)。经过对吸附剂的构成组分分析发现，活性炭表面因富含多种官能团而对三价砷的氧化作用最大；其次是纳米铁也能把As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)。

新型水处理剂研制及在污水处理中应用

廉价、高效、安全的新型水处理剂在水处理领域具有重要地位。针对现有絮凝剂市场中产品结构单一、产品生态安全风险较大和廉价重金属废水吸附剂的迫切需求等现状，开展新型絮凝剂和重金属吸附剂制备及在污水处理中应用研究。本文以廉价无机铝盐和玉米淀粉为原料，通过系统的小试和中试研究，优化了CAS合成配方、碱化度、合成方式、温度、时间及中间条件控制等，制备出生态安全型复合高效絮凝剂（CAS）。对模拟废水、城市生活废水和不同种类工业污水的絮凝处理结果显示：CAS具有絮凝性能高、投加量低、污泥体积小，使用后出水铝残留量低，生态安全性能高等特点。CAS综合了无机铝盐絮凝剂和天然高分子絮凝剂的优点，并在一定程度上弥补了各自组分的不足，较现有市售絮凝剂相比，絮凝效能大幅提高。Al-Ferron逐时络合比色法和扫描电镜从不同角度对CAS形态结构进行分析并对絮凝机理和生态安全机理进行了探讨。本文从污水处理角度出发，通过对模拟废水和实际工业废水的吸附处理，研究了泥炭作为亚余属吸附剂在污水处理中应用潜力，并就应用工艺的选择进行了探讨。结果表明：泥炭对受试二价重余属离子的平均吸附量高达2.05mmol／g，在6omin内丛本达到平衡。pH和共存盐浓度（如Ca~(2+)）会对泥炭吸附效果产生重要影响，泥炭对复合重命属组分产生竞争性吸附。无论是批处理还是柱吸附方式，泥炭对重命属废水有很好的吸附效果，前者的出水质量和处理废水体积要高于后者，特别是针对低浓度重金属废水。泥炭对高浓度冶炼厂制酸废水的最佳处理工艺是化学沉淀预处理十泥炭吸附。尽管形态上发生了一定的变化，但碱处理后泥炭对受试重众属的吸附效果与天然泥炭相当，经过适当碱处理后可以获得腐技酸以增加泥炭的工业附加值。