Sôbre o grau de septicidade das águas naturais e seu teor em oxigênio dissolvido (D. O.)

Trabalhando com 20 amostras de água de superfície coletadas quase sempre dentro da área pertencente à ESALQ, usando a técnica usual e o método de Winkler e a modificação introduzida por Rideal-Stewart, o A. fêz 29 determinações, sendo 23 de oxigênio dissolvido (D. O.) e 6 de demanda bioquímica de oxigênio (B. O. D.); zero e 7,6 p. p. m. foram os limites encontrados para o D. O. e zero e 1,4, os limites para o B. O. D. Quando a mesma amostra era usada para a determinação feita pelos dois métodos, observava-se que os valores eram sempre maiores com o método de Winkler, não modificado; isto foi atribuído à presença de nitritos, sais de ferro e matéria orgânica, em quantidade significativa, na água das amostras. Releva considerar que as amostras foram colhidas em região onde o solo é de natureza argilosa e rico de elementos ferrosos, conhecido localmente como terra roxa. Das 17 dosagens feitas pelo método de Winkler, 6 mostraram valores inferiores a 4 para o D. O., o que indica, considerado o Código Sanitário do Estado de São Paulo, cujo projeto foi apresentado por ANDRADE et al. (1957), que as águas onde as amostras foram retiradas, têm o seu uso vedado para fins potáveis, agrícolas ou recreacionais. Das 6 determinações de D. O. feitas pelo método de Winkler, modificado por Rideal-Stewart, apenas uma (água-filtrada, não clorada, da Estação de Tratamento), apresentou valor acima de 4 p. p. m., a qual poderia ser usada para o consumo, mas, assim mesmo, com desinfecção prévia e não após a filtração, como vem sendo realizado naquela estação. Os resultados obtidos para o B. O. D., aliás muito poucos, usando-se em 50% dos casos, água clorada que interfere no crescimento e multiplicação das bactérias porventura ali presentes, são já favoráveis ao uso das águas analisadas.

Efeitos de agentes oxidantes e oxigênio dissolvido na descoloração do azo corante acid orange 7 por fotólise e fotocatálise

The decolorization of acid orange 7 azo dye by photolysis and photocatalysis by ZnO was investigated in the presence of oxidants such as NaClO3, NaBrO3, NaIO4, and K2S2O8 in an open reactor at 30 ºC. The decolorization was relatively fast at lower oxidants concentrations and slow rate at larger concentrations, except for persulfate in the photocatalysis. Concerning photolysis the rate constant enhanced gradually, except for chlorate, outreaching the obtained values by photocatalysis, at higher concentrations. The air saturation decreased the rate constant in both processes and indicated that the azo dye can be decolorized without dissolved oxygen in persulfate medium.

REDUÇÃO DE VARIÁVEIS DE ENTRADA DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS A PARTIR DE DADOS DE ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS NA MODELAGEM DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO

The objective of this work is to demonstrate the efficient utilization of the Principal Components Analysis (PCA) as a method to pre-process the original multivariate data, that is rewrite in a new matrix with principal components sorted by it's accumulated variance. The Artificial Neural Network (ANN) with backpropagation algorithm is trained, using this pre-processed data set derived from the PCA method, representing 90.02% of accumulated variance of the original data, as input. The training goal is modeling Dissolved Oxygen using information of other physical and chemical parameters. The water samples used in the experiments are gathered from the Paraíba do Sul River in São Paulo State, Brazil. The smallest Mean Square Errors (MSE) is used to compare the results of the different architectures and choose the best. The utilization of this method allowed the reduction of more than 20% of the input data, which contributed directly for the shorting time and computational effort in the ANN training.

Oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) como parâmetros de poluição no ribeirão Lavapés/Botucatu - SP

Oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica do oxigênio (DBO) e demanda química do oxigênio (DQO) foram utilizados como parâmetros para se avaliar o grau e capacidade de autodepuração do ribeirão Lavapés, que atravessa a cidade de Botucatu - SP. Avaliou-se o perfil de poluição orgânica e identificadas as zonas de autodepuração, e pontualmente foi realizado uma coleta de 24 horas, de hora em hora, onde foi possível correlacionar a poluição orgânica com as atividades domésticas. A DQO mostrou-se como a melhor técnica para avaliar o perfil de poluição orgânica, identificar as zonas de depuração, e para avaliar a poluição orgânica, neste curso d’água. A relação DQO/DBO foi em média 3,4 caracterizando um esgoto biodegradável, indicando que praticamente não existe adição de efluentes industriais, permitindo assim estimar a DBO através da DQO. Nos trechos de água limpa, nascente e foz, em que a DQO estava abaixo de 5 mg L-1 O2, foram utilizados os valores de oxigênio consumido (método do permanganato), o que não invalidou a identificação das zonas de depuração. No entanto pesquisas para desenvolver o método de DQO (dicromato) para baixas concentrações, abaixo de 5 mg L-1 são necessárias para uma melhor avaliação da recuperação do curso d’água.

Oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) como parâmetros de poluição no ribeirão Lavapés/Botucatu - SP

Oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica do oxigênio (DBO) e demanda química do oxigênio (DQO) foram utilizados como parâmetros para se avaliar o grau e capacidade de autodepuração do ribeirão Lavapés, que atravessa a cidade de Botucatu - SP. Avaliou-se o perfil de poluição orgânica e identificadas as zonas de autodepuração, e pontualmente foi realizado uma coleta de 24 horas, de hora em hora, onde foi possível correlacionar a poluição orgânica com as atividades domésticas. A DQO mostrou-se como a melhor técnica para avaliar o perfil de poluição orgânica, identificar as zonas de depuração, e para avaliar a poluição orgânica, neste curso d água. A relação DQO/DBO foi em média 3,4 caracterizando um esgoto biodegradável, indicando que praticamente não existe adição de efluentes industriais, permitindo assim estimar a DBO através da DQO. Nos trechos de água limpa, nascente e foz, em que a DQO estava abaixo de 5 mg L-1 O2, foram utilizados os valores de oxigênio consumido (método do permanganato), o que não invalidou a identificação das zonas de depuração. No entanto pesquisas para desenvolver o método de DQO (dicromato) para baixas concentrações, abaixo de 5 mg L-1 são necessárias para uma melhor avaliação da recuperação do curso d água.

Remoção de N-amoniacal em baixas concentrações de oxigênio dissolvido a partir do efluente de frigorífico bovino

This work aimed to develop a biological system for removal of ammonia nitrogen operating at low concentrations of dissolved oxygen. Thus, a biological upflow vertical reactor was built, in which the affluent pass through the support media until the top. Sludge from an anaerobic stabilization pond of a slaughterhouse unit in the city of Presidente Prudente - SP was used as inoculum. Initially the system operated in batch and afterwards in a continuous flow with different HRT. For feeding the reactor, an initial phases was adopted a synthetic culture media, described by Martins (2007), in order to establish the ideal conditions for the development of Anammox bacteria and subsequently, submitted to the system a slugde effluent of slaughterhouse. The results showed significant removal efficiency of N-NH4+, especially in the phase without recirculation of culture media, with an average of 71% removal, with the proportion of removal of N-NH4 +:N-NO2- average 1: 1,69. For the period of operation with effluent from the slaughterhouse, were not obtained satisfactory results, without confirmation of the proliferation of Anammox bacteria in the system, due to the high presences of organic matter in the same confirmed by high concentrations of COD

Desenvolvimento e optimização de um sensor de fibra óptica para determinação da concentração de oxigénio

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Instrumentação, Manutenção Industrial e Qualidade

Eletrocatálise da reação de redução de oxigênio sobre eletrodos de grafite modificados com ftalocianina tetracarboxilada de ferro

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades eletroquímicas de eletrodos de grafite modificados, em níveis de monocamadas, com ftalocianina tetracarboxilada de ferro, FeTcPc, em soluções aquosas. Em meio alcalino, os eletrodos modificados apresentaram alta atividade eletrocatalítica para a reação de redução de oxigênio, comparável com a do eletrodo de platina. A reação processa-se de acordo com uma cinética de primeira ordem com relação ao oxigênio dissolvido, um mecanismo envolvendo 4 elétrons e associado com o processo redox Fe(3+)TcPc/Fe(2+)TcPc.

Eficiência de aeração e consumo de oxigênio no tratamento de água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro em sistema de aeração em cascata

RESUMO Objetivou-se, com a realização deste trabalho, determinar a eficiência de aeração e a capacidade do sistema de aeração em cascata em remover matéria orgânica da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). O sistema de aeração foi constituído por cascata com 4,14 m de altura, distribuída em 23 degraus (altura, largura e comprimento de 0,18; 0,32 e 0,60 m, respectivamente), reservatório para a recepção/detenção da ARC escoada, por três horas, e reservatório de distribuição, de onde era recirculada no sistema. Durante a fase experimental, o sistema de tratamento ficou em operação por trinta dias, sendo a ARC recirculada três vezes por dia, numa vazão constante de 1 L s-1, e substituída a cada dez dias. A cada recirculação, amostras do afluente e efluente foram coletadas e analisadas. Com a utilização do sistema de aeração em cascatas, foi possível incorporar, em média, 0,2 mg L-1 de oxigênio a cada lance de 1 m de degraus na cascata. A eficiência de aeração na cascata foi de 0,128 ou 0,141, dependendo se foi considerado ou não o efeito salino na ARC. A alta concentração de material orgânico não permitiu que se detectassem grandes alterações na concentração de oxigênio dissolvido na ARC. O tempo de detenção ideal da ARC no tanque de recepção/detenção foi de 26 min.

Dinâmica do carbono dissolvido no Rio Acre: variações espaciais e sazonais

Este trabalho teve como principal objetivo estudar a dinâmica do carbono dissolvido ao longo de um trecho do rio Acre, avaliando a influência da área urbana da cidade de Rio Branco, e da descarga de três de seus tributários (Riozinho do Rola, igarapé Judia, igarapé São Francisco), bem como a influência das mudanças hidrológicas sazonais. Foram realizadas campanhas de campo mensais, entre dezembro de 2006 e setembro de 2007, em cinco sítios no rio Acre e um sítio na foz de cada um dos três tributários. A cada amostragem 1 litro de amostra de água era submetida a filtração e dividida em alíquotas para as análises de carbono orgânico dissolvido (COO), carbono inorgânico dissolvido (CIO) e íons maiores (Ca² + , Mg² + , K + , Na + , NH 4 + , HCO 3 -, Cl¯, SO 4 ²¯, NO 3 - , NO 2 - , e PO 4 3-) . Além das coletas foram medidos in situ os parâmetros físico-químicos pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e temperatura da água. O pH médio anual no rio Acre variou de 6,46 a 6,54 entre os sítios e a condutividade elétrica apresentou valores médios anuais entre os sítios que variam de 69,93 a 77,84 µS cm¯¹. Nos tributários, os valores médios anuais de pH variaram de 6,10 a 6,51 e a condutividade elétrica apresentou valores médios anuais que variaram entre 54,08 e 153,03 S cm¯¹. Os cátions predominantes no rio Acre e nos tributários foram o Na + e o Ca 2+ e os ânions foram o cr e o sol-. A concentração média anual de COD no rio Acre variou de 4,62 a 5,17 mg l¯¹, sem diferenças significativas entre os sítios de amostragem. Nos tributários as médias anuais, de COD variaram de 3,55 a 6,55 mg r1. As concentrações foram, significativamente maiores no período de cheia, com médias que variaram de 6,26 a 6,39 mg l¯¹ nos sítios do rio Acre. O igarapé São Francisco foi o único tributário que não apresentou diferenças entre os períodos sazonais. O CID teve uma concentração média anual no rio Acre que variou de 527,91 a 598,18 µM, sem diferenças significativas entre os sítios de amostragem. As maiores concentrações foram observada na seca, quando as concentrações médias variaram de 816,31 a 998,52 µM. Nos tributários as concentrações médias anuais de CID variaram de 248,54 a 986,50 µM.Quanto a pressão parcial do CO2 (pCO 2 ) , os sítios no rio Acre apresentam valores médios anuais variando entre 3559 e 4059 ppm, sem diferenças entre os sítios e com os maiores valores ocorrendo no período de cheia. Com base nos resultados, pode-se concluir que a dinâmica do carbono dissolvido no rio Acre não apresenta variações significativas decorrentes das descargas dos tributários nem do lançamento de esgotos. Por outro lado, as mudanças hidrológicas sazonais são os maiores responsáveis pelas alterações nesta dinâmica.

Efeito da disponibilidade de oxigénio na produção de bioetanol por Scheffersomyces stipitis

O bioetanol constitui uma alternativa renovável aos combustíveis fósseis. Contudo, o bioetanol de primeira geração, produzido a partir de matérias-primas alimentares, desencadeou sérios problemas económicos e sociais, pelo que é fundamental encontrar estratégias que permitam a viabilidade comercial do bioetanol de segunda geração, produzido a partir de matérias-primas lenho-celulósicas. O licor de cozimento ao sulfito ácido de árvores folhosas (HSSL) é um subproduto da indústria papeleira que, devido ao seu elevado conteúdo em açúcares, pode ser utilizado como substrato para a produção de bioetanol de segunda geração. No entanto, a maior fração dos açúcares do HSSL é composta por pentoses. Por isso, a fermentação do HSSL é realizada pela levedura Scheffersomyces stipitis, pois esta é capaz de fermentar tanto as hexoses como as pentoses. Todavia, a S. stipitis só produz etanol sob condições microaerófilas, pelo que o maior desafio da produção de bioetanol por S. stipitis reside no estabelecimento das condições ótimas de arejamento. Este trabalho teve assim por objetivo estabelecer uma estratégia de arejamento que permita a eficiente produção de bioetanol a partir de HSSL por S. stipitis C4, a qual é uma estirpe adaptada a este substrato. Deste modo, foram realizados ensaios em Erlenmeyer, de modo a caracterizar o crescimento da S. stipitis C4, e ensaios em biorreator, com vista a estudar a produção de etanol por S. stipitis C4 em duas estratégias de arejamento diferentes. Na primeira estratégia foi usado apenas um único estágio de arejamento, com controlo da tensão de oxigénio dissolvido, DOT (%), e na segunda estratégia foram usados dois estágios de arejamento, com controlo da DOT no primeiro estágio e com restrição de oxigénio no segundo estágio. Nos ensaios em Erlenmeyer com HSSL o crescimento da S. stipitis C4 foi completamente inibido. Por sua vez, nos ensaios em biorreator com um único estágio de arejamento o controlo da DOT não permitiu a produção de etanol. No entanto, nos ensaios com dois estágios de arejamento em meio sintético foi possível produzir etanol de forma eficiente. Nesta estratégia, a utilização de um maior valor de DOT no primeiro estágio de arejamento permitiu aumentar a taxa específica de crescimento máxima e o rendimento em biomassa do primeiro estágio. Para além disso, a utilização de um maior valor de DOT no primeiro estágio também permitiu aumentar a produtividade em etanol durante o segundo estágio de arejamento. Por sua vez, no segundo estágio de arejamento verificou-se que a restrição de oxigénio evitou a reassimilação de etanol pela S. stipitis C4. Deste modo, os melhores resultados para a produção de etanol foram obtidos com controlo da DOT a 50% durante o primeiro estágio e com 0 mLAr.min-1 e 250 rpm durante o segundo estágio de arejamento. A aplicação desta estratégia de arejamento a 60% HSSL/40% meio sintético permitiu obter, no primeiro estágio de arejamento, uma taxa específica de crescimento máxima de 0,17 h-1, o que demonstra que a elevada disponibilidade de oxigénio durante o primeiro estágio aumenta a tolerância da S. stipitis C4 aos inibidores. Para além disso, a taxa volumétrica de produção de etanol e o rendimento em etanol de toda a fermentação foi de respetivamente de 0,03 g.L-1.h-1 e 0,38 g.g-1. Assim, a elevada eficiência de conversão dos açúcares em etanol (74,4%) demostra que a fermentação com dois estágios de arejamento constitui uma estratégia promissora para a produção de bioetanol de segunda geração a partir de HSSL.

Population dynamics: seasonal variation of phytoplankton functional groups in brazilian reservoirs (Billings and Guarapiranga, São Paulo)

Phytoplankton may function as a "sensor" of changes in aquatic environment and responds rapidly to such changes. In freshwaters, coexistence of species that have similar ecological requirements and show the same environmental requirements frequently occurs; such species groups are named functional groups. The use of phytoplankton functional groups to evaluate these changes has proven to be very useful and effective. Thus, the aim of this study was to evaluate the occurrence of functional groups of phytoplankton in two reservoirs (Billings and Guarapiranga) that supply water to millions of people in São Paulo city Metropolitan Area, southeastern Brazil. Surface water samples were collected monthly and physical, chemical and biological (quantitative and qualitative analyses of the phytoplankton) were performed. The highest biovolume (mm³.L-1) of the descriptor species and functional groups were represented respectively by Anabaena circinalis Rabenh. (H1), Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing (L M/M) and Mougeotia sp. (T) in the Guarapiranga reservoir and Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz.) Seen. and Subba Raju (S N), Microcystis aeruginosa and M. panniformis Komárek et al. (L M/M), Planktothrix agardhii (Gom.) Anagn. and Komárek and P. cf. clathrata (Skuja) Anagn. and Komárek (S1) in the Billings reservoir. The environmental factors that most influenced the phytoplankton dynamics were water temperature, euphotic zone, turbidity, conductivity, pH, dissolved oxygen, nitrate and total phosphorous.

Temporal variation of the phytoplankton community at short sampling intervals in the Mundaú reservoir, Northeastern Brazil

The aim of this study was to determine how abiotic factors drive the phytoplankton community in a water supply reservoir within short sampling intervals. Samples were collected at the subsurface (0.1 m) and bottom of limnetic (8 m) and littoral (2 m) zones in both the dry and rainy seasons. The following abiotic variables were analyzed: water temperature, dissolved oxygen, electrical conductivity, total dissolved solids, turbidity, pH, total nitrogen, nitrite, nitrate, total phosphorus, total dissolved phosphorus and orthophosphate. Phytoplankton biomass was determined from biovolume values. The role abiotic variables play in the dynamics of phytoplankton species was determined by means of Canonical Correspondence Analysis. Algae biomass ranged from 1.17×10(4) to 9.21×10(4) µg.L-1; cyanobacteria had biomass values ranging from 1.07×10(4) to 8.21×10(4) µg.L-1. High availability of phosphorous, nitrogen limitation, alkaline pH and thermal stability all favored cyanobacteria blooms, particularly during the dry season. Temperature, pH, total phosphorous and turbidity were key factors in characterizing the phytoplankton community between sampling times and stations. Of the species studied, Cylindrospermopsis raciborskii populations were dominant in the phytoplankton in both the dry and rainy seasons. We conclude that the phytoplankton was strongly influenced by abiotic variables, particularly in relation to seasonal distribution patterns.

Polychaete assemblage of an impacted estuary, Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil

Thirty-eight stations were sampled in Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil, to assess the spatio-temporal diversity and biomass of sublittoral polychaetes. Samples were collected during the dry (September 2000) and rainy season (May 2001) in shallow sublittoral sediments. The polychaete spatial composition showed a heterogeneous distribution throughout the bay. A negative gradient of diversity and biomass was observed towards the inner parts of the bay and sheltered areas. A wide azoic area was found inside the bay. Some high-biomass and low-diversity spots were found near a sewage-discharge point. In these areas, the polychaete biomass increased after the rainy season. A diversified polychaete community was identified around the bay mouth, with no dramatic changes of this pattern between the two sampling periods. Deposit-feeders were dominant in the entire study area. The relative importance of carnivores and omnivores increased towards the outer sector, at stations with coarse sediment fractions. Guanabara Bay can be divided into three main zones with respect to environmental conditions and polychaete diversity and biomass patterns: A) High polychaete diversity, hydrodynamically exposed areas composed of sandy, oxidized or moderately reduced sediments with normoxic conditions in the water column. B) Low diversity and high biomass of deposit and suspension-feeding polychaete species in the middle part of the bay near continental inflows, comprising stations sharing similar proportions of silt, clay and fine sands. C) Azoic area or an impoverished polychaete community in hydrodynamically low-energy areas of silt and clay with extremely reduced sediments, high total organic matter content and hypoxic conditions in the water column, located essentially from the mid-bay towards the north sector. High total organic matter content and hypoxic conditions combined with slow water renewal in the inner bay seemed to play a key role in the polychaete diversity and biomass. Sedimentation processes and organic load coming from untreated sewage into the bay may have negatively affected the survivorship of the fauna.

Dinâmica populacional: variação sazonal dos grupos funcionais fitoplanctônicos em reservatórios brasileiros (Billings e Guarapiranga, São Paulo)

A comunidade fitoplanctônica pode funcionar como sensor das variações do ambiente aquático respondendo rapidamente as essas alterações. Em sistemas aquáticos continentais é comum a coexistência de espécies que possuem as mesmas necessidades ecológicas e apresentam as mesmas tolerâncias ambientais, tais grupos de espécies fitoplanctônicas são denominados grupos funcionais. O uso de grupos funcionais fitoplanctônicos para avaliar tais alterações tem se mostrado muito útil e eficaz. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a ocorrência de grupos funcionais fitoplanctônicos em dois reservatórios (Billings e Guarapiranga) que suprem de água milhões de pessoas na Região Metropolitana de São Paulo, Sudeste do Brasil. As amostras foram coletadas mensalmente na superfície da coluna d'água e foram analisadas as variáveis físicas, químicas e biológicas (análises qualitativa e quantitativa do fitoplâncton). Os maiores valores de biovolume (mm3.L-1) das espécies descritoras e grupos funcionais foram representados por Anabaena circinalis (H1), Microcystis aeruginosa (LM/M) e Mougeotia sp. (T) no Reservatório Guarapiranga e por Cylindrospermopsis raciborskii (SN), Microcystis aeruginosa e M. panniformis (LM/M), Planktothrix agardhii e P. cf. clathrata (S1) no Reservatório Billings. Os principais fatores ambientais que interferiram na dinâmica do fitoplâncton foram: temperatura da água, zona eufótica, turbidez, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, nitrato e fósforo total