A dinâmica de populações microbiológicas na estabilização aeróbia de resíduos orgânicos de fecularias de mandioca

No presente trabalho foi estudada a biologia da estabilização aeróbia de resíduos da extração industrial de amido e farinhas, das raízes de «mandioca brava» (Manihot esculenta), planta nativa do Brasil e de grande importância econômica dado seu alto valor nutritivo. Os resíduos líquidos dessa extração apresentam elevado teor de matéria orgânica proteica e possuem ácido cianídrico, sendo inconveniente, por essas razões, seu lançamento aos rios sem prévia estabilização. Essa estabilização tem sido obtida, satisfatoriamente, por intermédio de instalações de valos de oxidação. Os objetivos almejados com o estudo da biologia do sistema eram, principalmente: 1. Conhecer a composição biológica e a estrutura microscópica dos flocos formados por aeração; 2. Determinar as causas e, eventualmente, o processo de correção do fenômeno do intumescimento do lôdo («bulking») que freqüentemente ocorre nessas instalações; 3. Determinar a seqüência de populações microbiológicas que se desenvolvem no decorrer do processo de estabilização, de modo a possibilitar o controle microscópico da eficiência do sistema de tratamento. Através da aeração do resíduo, em laboratório e comparando os resultados da análise microscópica com os dados que permitiam verificar a evolução do processo de estabilização, foi possível obter-se os seguintes resultados: 1. Os flocos são constituídos de uma massa biológica em que predominam fungos filamentosos (Fig. 2). 2. Êsses flocos, sendo pouco compactos, originam o fenômeno do intumescimento. 3. A adição de fósforo ao sistema produz modificação radical na biologia e na estrutura dos flocos, determinando predominância de bactérias, formação de flocos compactos e desaparecimento do fenômeno de intumescimento (Fig. 1; Fig. 2c). 4. Foi estabelecida a seqüência de microrganismos bem como as suas relações de natureza ecológica com as distintas etapas na evolução do processo de estabilização de modo a permitir o reconhecimento microscópico dessas etapas e controle do funcionamento e eficiência do sistema (Fig. 3).

Contributo para a validação de uma estratégia de diagnóstico do risco de LMELT: empresas de triagem de resíduos orgânicos

Mestrado em Segurança e Higiene no Trabalho.

Factores determinantes para a recolha selectiva de resíduos orgânicos de origem doméstica

Face ao actual estado da política de valorização de resíduos urbanos biodegradáveis em Portugal e na Europa e à necessidade de aumentar a valorização deste tipo de resíduo, torna-se necessário compreender melhor que factores influenciam a participação das famílias na separação de resíduos orgânicos (RO), se haverá diferenças significativas entre quem separa e não separa, quais essas as diferenças e como essa informação poderá contribuir para a implementação de sistemas de recolha mais eficazes. Com este trabalho pretendeu-se caracterizar os aspectos mais importantes a considerar num sistema de recolha selectiva de RO de origem doméstica, não só ao nível operacional,mas também ao nível dos factores que influenciam o comportamento de separação de RO. Nesse sentido, pretendeu-se identificar e avaliar as diferenças comportamentais da separação de RO, entre diferentes prédios e grupos de famílias residentes na Urbanização da Portela, localizada na Área Metropolitana de Lisboa. A zona em estudo é constituída por 211 edifícios multifamiliares localizados num bairro residencial com 15.441 habitantes, cuja habitação se desenvolve essencialmente em edifícios de elevada densidade residencial,servidos por um sistema de recolha porta-a-porta (i.e. por prédio), em que os condóminos depositam os seus RO num contentor colectivo localizado em cada prédio. O principal instrumento utilizado para avaliar as diferenças comportamentais face à separação de RO foi um inquérito por questionário, aplicado a uma amostra de 97 famílias. Em função das respostas obtidas, as famílias foram classificadas em três grupos, os que fazem a separação dos seus RO, grupo SRO, os que não fazem separação apesar de residirem em prédios com equipamento para deposição de RO, grupo NRO_CC, e os que não fazem separação e residem em prédios sem equipamento para deposição de RO, grupo NRO_SC. Com esta segunda distinção pretendeu-se avaliar se a existência de contentor para deposição de RO no prédio é uma causa para a não participação ou uma consequência das características das famílias. Foi sobre estes três grupos que se testaram as hipóteses teóricas,procurando-se avaliar as suas características e diferenças. Os principais resultados revelam que os indivíduos do grupo NRO_CC são muito semelhantes aos indivíduos SRO em termos socio-demográficos, de condições situacionais, conhecimento sobre entidades de gestão de RSU, tratamento e produtos finais do tratamento de RO,consciência das vantagens da recolha selectiva de RO e avaliação do serviço de gestão de RSU e de recolha selectiva de RO. No entanto diferem destes, aproximando-se mais do grupo NRO_SC, no desconhecimento que têm sobre a existência e finalidade de contentor castanho e nas variáveis de atitude, percepção sobre a participação dos vizinhos, importância dada ao sistema de recolha selectiva de RO, controlo do comportamento percebido e crença nos esforços pessoais. Por outro lado, no grupo NRO_SC poderão estar potenciais participantes, que só não o são porque não têm contentor castanho. A grande diferença deste grupo é a ausência de porteira residente e o grau de educação inferior relativamente aos outros grupos.

Contribuição para o estudo da digestão anaeróbia de resíduos orgânicos

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Sanitária, na especialidade de Sistemas de Tratamento, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Caracterização de resíduos orgânicos retirados de salinas e possibilidades de seu uso como fertilizante

A desativação de salinas em Cabo Frio, estado do Rio de Janeiro, vem gerando grande quantidade de resíduos orgânicos, originados do acúmulo de algas marinhas. Em 1996, estudos realizados na UFRRJ avaliaram o potencial de aproveitamento desses resíduos como fertilizantes orgânicos. Amostras do resíduo apresentaram altos teores de Ca, Mg, K, Na e S, elevados valores de densidades aparente e real, retenção de água, pH e condutividade elétrica; 89% do conteúdo de Na encontrava-se em formas solúveis, possibilitando sua remoção por lavagens. Efetuou-se um ensaio para dessalinização do resíduo, quando aplicado ao solo arenoso local, em esquema fatorial 4 x 5: quatro misturas resíduo:solo (0:1, 1:100, 1:50 e 1:10 em peso), combinadas com cinco doses de gesso (0, 1/2, 1, 2 e 4 vezes a necessidade de gesso) com três repetições, sendo efetuadas sete aplicações de água. Na mistura 1:10, houve pequena percolação decorrente da grande viscosidade. Do total lixiviado de Ca, Mg e Na, 66, 86 e 98%, respectivamente, foram removidos nas duas primeiras lavagens. A adição do resíduo aumentou os teores de água, C, N, P, Ca e Mg das misturas ao final do ensaio, quando comparadas ao solo puro. O gesso não teve efeito na lixiviação do Na e no teor final de Na trocável. As lavagens removeram cerca de 90% do Na e reduziram a salinidade, mas as misturas mantiveram caráter sódico ao final do ensaio. A viabilidade de aproveitamento do resíduo está condicionada aos custos de seu tratamento, quando comparados à aquisição de outro adubo orgânico.

Características estruturais de ácidos húmicos isolados de solos com adição de resíduos orgânicos de origem urbana: composição elementar, análise de RMN 13C e Pi-CG/EM

Foram avaliadas as alterações nas características estruturais de ácidos húmicos (AH) decorrentes da adição de matéria orgânica de resíduos urbanos. Os AH foram extraídos da camada superficial (0-20 cm) de um Argissolo Vermelho-Amarelo (Seropédica, RJ) e de um Latossolo Vermelho Amarelo (Piraí, RJ), ambos tratados com o equivalente a 80 t ha-1 (em base seca) de composto de lixo urbano e lodo de estação de tratamento de esgotos. O tempo de incubação em laboratório foi de 24 semanas à temperatura ambiente e umidade mantida na capacidade de campo. Para caracterizar os AH, foram utilizadas a análise elementar, a ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e Pirólise acoplada à cromatografia gasosa e a espectrometria de massas (Pi-CG/EM). A análise de RMN 13C permitiu observar alterações na composição molecular dos AH de forma clara, principalmente, pelo aumento do teor de C mono e di oxigenados (δC 50-110) e pela diminuição dos teores de grupos CH2 e CH3 (δC 50-110). O aumento no teor de carboidratos evidencia a presença de estruturas mais lábeis nos AH com adição dos resíduos. Em adição, a técnica de Pi-CG/EM permitiu verificar diferenças qualitativas significativas nos compostos orgânicos, provenientes da fragmentação térmica dos AH com incorporação de novas estruturas, sobretudo da fração lipídica e de derivados de carboidratos (furanos), nas amostras de solos tratados com ambos os resíduos orgânicos. O uso em conjunto das técnicas analíticas de RMN 13C e de Pi-CG/EM foi eficiente para avaliar as mudanças na composição molecular de ácidos húmicos decorrentes da adição de resíduos orgânicos de origem urbana.

Impacto do manejo de resíduos orgânicos durante a reforma de plantios de eucalipto sobre indicadores de qualidade do solo

O uso agrícola do solo causa alterações em suas características físicas, químicas e microbiológicas. A conseqüência dessas alterações pode ser a perda da qualidade do solo, o que compromete a sustentabilidade do uso desse recurso. A análise de indicadores bioquímicos e microbiológicos de qualidade do solo é relevante para monitorar mudanças na qualidade do solo e no desempenho de suas funções-chave, como a capacidade de ciclar e armazenar nutrientes. Neste estudo, avaliaram-se indicadores químicos, físicos e microbiológicos do solo em plantios de eucalipto 5,5 anos após terem sido submetidos a diferentes métodos de manejo durante a fase de reforma do povoamento. A avaliação baseou-se na determinação de 18 atributos físicos e químicos, além de 12 outros de caráter bioquímico ou microbiológico, os quais foram adotados como indicadores da qualidade do solo. Os indicadores bioquímicos e microbiológicos mostraram-se mais sensíveis para avaliar mudanças qualitativas no solo devidas ao manejo, quando comparados com os químicos ou físicos. O maior distúrbio causado pelos tratamentos em que houve remoção ou queima do material orgânico da superfície do solo foi evidenciado pelos maiores valores de qCO2 e menores valores de qMIC na camada superior do solo (0 a 5 cm). A análise de componentes principais permitiu visualizar as semelhanças entre as áreas com base em todas as variáveis analisadas. A área de vegetação natural de mata secundária, usada como referência de qualidade do solo, foi a que apresentou a maior distância gráfica das demais áreas, demonstrando que a introdução da monocultura do eucalipto modifica a qualidade do solo estudado. A qualidade do solo da área de eucalipto onde não se efetuou o corte das árvores no primeiro ciclo (povoamento com 11 anos de idade) obteve a maior aproximação da área de vegetação natural, seguindo-se os solos sob eucalipto submetido a manejos que priorizaram a conservação dos resíduos orgânicos por ocasião da reforma do povoamento. Contrariamente, as áreas onde ocorreu a remoção ou a queima do material orgânico da superfície do solo foram as que mais se distanciaram da área de referência. Esses resultados demonstram que o sistema de manejo adotado na reforma dos povoamentos de eucalipto analisados influencia, em médio prazo, o potencial dos solos de estocar e ciclar nutrientes por meio da biomassa microbiana e das atividades bioquímicas ligadas a ela. A maior aproximação entre a área com vegetação nativa e a de eucalipto com 11 anos leva a supor que ciclos mais longos nas florestas de eucalipto, contrastando com o padrão atualmente em uso no Brasil (cerca de sete anos), pode ser relevante para se manter a sustentabilidade da atividade florestal em longo prazo, a despeito de uma menor produtividade média anual. Nesse caso, a opção pela produtividade de curto ou médio prazo, ou pela sustentabilidade do uso do solo, com a conseqüente manutenção da sua qualidade para as gerações futuras, poderá ser repensada a partir dos dados aqui apresentados.

Alterações em algumas propriedades de um latossolo degradado com uso de lodo de esgoto e resíduos orgânicos

A recuperação de áreas muito impactadas, como as oriundas da construção de hidrelétricas, é um processo lento e, usualmente, requer a adição de resíduos orgânicos, como fonte de matéria orgânica, e de nutrientes, como condicionador das propriedades do solo. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da adição de lodo de esgoto e resíduos orgânicos (maravalha e torta de filtro de cana-de-açúcar) sobre o crescimento de duas espécies arbóreas de Cerrado na recuperação de um subsolo de uma área degradada pela construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, localizada em Selvíria - MS. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento experimental inteiramente casualizado, com oito tratamentos, seis repetições e uma planta por repetição, para cada planta-teste. Cada repetição (saco plástico) teve 3,3 L e as proporções em volume da mistura de cada resíduo foram de: 30 % de lodo de esgoto, 20 % de torta de filtro e 10 % de maravalha de madeira. Foram mensuradas a fertilidade, a micorrização, a atividade microbiana (C-CO2 liberado) do subsolo, a massa do sistema radicular e parte aérea e a altura de plantas de duas espécies nativas do Cerrado [monjoleiro (Acacia polyphylla DC.) e jatobá-do-Cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart)]. Os tratamentos com lodo de esgoto proporcionaram maior atividade microbiana no substrato e maior crescimento para as duas espécies arbóreas. A presença do lodo de esgoto promoveu melhora na fertilidade do subsolo, com aumento dos teores de matéria orgânica, P, K, Ca e Mg. A matéria orgânica e o P tiveram seus teores elevados nos tratamentos com mistura de lodo de esgoto e demais resíduos. Os resultados permitem concluir que as misturas contendo lodo associado a resíduos promoveram melhores incrementos na qualidade do subsolo, com perspectivas de sua recuperação.

Estabilidade de agregados de um latossolo amarelo distrocoeso de tabuleiro costeiro sob diferentes aportes de resíduos orgânicos da cana-de-açúcar

O potencial produtivo da cana-de-açúcar decorre de fatores relacionados ao clima, ao solo e à variedade cultivada. Sistemas de manejo que proporcionem a adição de resíduos orgânicos ao solo podem provocar alterações em seus atributos físicos, favorecendo o crescimento do sistema radicular e a produtividade da canade-açúcar. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes sistemas de manejo com cana-de-açúcar com diversos níveis de adição de resíduos orgânicos sobre a distribuição e os índices de estabilidade de agregados de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas. Foram selecionadas áreas em talhões de produção com a cultura da cana-de-açúcar: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área sob sistema de manejo com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Esses sistemas de manejo foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por um fragmento de Mata Atlântica (MN). Para avaliar a distribuição e os índices de estabilidade de agregados, amostras do solo foram coletadas ao acaso, nas áreas submetidas aos diferentes sistemas de manejo, nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m, sendo retiradas num ponto situado nas entrelinhas da cana-de-açúcar. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5 %. Estudos de correlações simples foram realizados entre algumas variáveis medidas. Os resultados permitiram concluir que os diferentes sistemas de manejo promoveram alterações na distribuição de agregados do solo e a estabilização dos agregados na camada superficial dependeu do teor de matéria orgânica e da ação dos ciclos sucessivos de umedecimento e secagem do solo. Os estudos de correlações entre o carbono orgânico total e os índices de estabilidade dos agregados apresentaram correlações significativas e positivas.

Métodos de quantificação de carbono e matéria orgânica em resíduos orgânicos

Na determinação dos teores de carbono (C) em resíduos orgânicos, são utilizadas variações de marchas analíticas empregadas para solos, sem a necessária calibração. Assim, torna-se necessário avaliar e calibrar métodos de determinação dos teores de C e de matéria orgânica (MO) nesses materiais, tendo como referência o método da combustão seca. Objetivou-se neste estudo: avaliar métodos de determinação dos teores de carbono total (CT), carbono orgânico (CO) e MO em amostras de resíduos orgânicos diversificadas; determinar um modelo matemático de conversão de C e MO de um método analítico para outro; e avaliar a possibilidade de o método da mufla ser utilizado em rotina de laboratórios para análise de teores de MO e inferência de teores de CT em resíduos orgânicos. Foram avaliados os teores de CT, CO e MO em 42 amostras de compostos, estercos, resíduos vegetais, lodos de esgoto e camas de frango e de suíno, cujas coletas foram realizadas em 2010, em municípios do Sul de Minas Gerais e em Jundiaí-SP. As amostras foram secas em estufa a 65 ºC, por 48 h, maceradas e passadas em peneiras com malha de 0,250 mm e analisadas. Os métodos utilizados nas análises foram: Walkley-Black modificado - Yeomans & Bremner (YB), combustão seca a 950 ºC (analisador TOC) e combustão em mufla a 550 ºC, para as determinações de CO, CT e MO, respectivamente. Os teores de CT nos resíduos orgânicos variaram de 8,5 a 51,4 %. O método de Yeomans & Bremner subestima os teores de C em relação ao método da combustão seca. Em função da determinação dos teores de MO e CO e de uso de equações matemáticas, é possível estimar os teores de CT pelo método da combustão seca.

Mineralização de nitrogênio em latossolos adubados com resíduos orgânicos

A taxa de mineralização do nitrogênio (N) varia de um resíduo orgânico para outro, evidenciando-se dependente da sua composição química e interação do material orgânico com o solo. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a dinâmica de mineralização de N de resíduos orgânicos incubados em Latossolos. O experimento foi conduzido no período de julho de 2007 a abril de 2008, sendo incubadas amostras de estercos, lodos, compostos, substrato e turfa em areia lavada, Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), com 240 e 670 g kg-1 de argila, respectivamente. O N mineralizado foi avaliado medindo-se os teores de N-NH4+ e N-NO3- em lixiviados coletados aos 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180, 210, 240 e 270 dias de incubação. A mineralização de N ocorreu a maiores taxas nos períodos iniciais de incubação. O N mineralizado (33 a 199,2 mg kg-1) após 270 dias de incubação é regulado pelos teores de N total e de carbono solúvel em água dos resíduos orgânicos. Independentemente do meio utilizado para incubação, os estercos de galinha e de codorna propiciaram os maiores teores de N mineralizado nos Latossolos. À exceção dos estercos de galinha e codorna, há imobilização líquida de N no LVA; mineralização líquida de N é verificada no LVdf, para todos os resíduos orgânicos. Em relação às formas de N disponibilizadas pelos resíduos, predomina o N-nitrato, sendo a proporção N-nítrico/N-amoniacal dependente da mistura solo-resíduo estudada.

Arqueologia biomolecular: passos preliminares para interpretações sobre a origem dos resíduos orgânicos preservados em fragmentos de cerâmica pré-colonial no Brasil

Organic residue analysis of archaeological potsherds is a well-established method for determining the uses of European and North American pottery vessels. In the present work we assess if the organic residues identified in Brazilian potsherd extracts are related to commodity processes (e.g. cooking or surface treatment) or to other non-archaeological sources, using as a model potsherds recovered from the Rio do Meio site (Santa Catarina Island). The potsherd extracts are dominated by saturated fatty acids (Ac16:0, with lower abundances of Ac14:0 and Ac18:0). Our studies provide evidence that the organic residues preserved in the Brazilian archeological potsherds are related to foodstuffs and surface treatment processes of the pottery vessels.

Influência de métodos de digestão e massa de amostra na recuperação de nutrientes em resíduos orgânicos

The influence of nitric-perchloric, aqua regia, dry ashing and microwave digestion methods, in combination with 100 and 200 mg of sample, on the characterization and recovery of nutrients in samples of sludge sewage, poultry, swine, quail and bovine manures, organic compost, organic substrate and humic material were studied. Nitric-perchloric digestion with 200 mg samples recovered the higher nutrient contents. The nitric-perchloric method recovered also low levels of K. Dry ashing caused S volatilization and microwave digestion produced dark color extracts and this impaired S determination. Aqua regia recovered the lowest contents of nutrients in the organic residues evaluated.

Processo de estabilização de resíduos orgânicos: vermicompostagem versus compostagem

Two processes are used to stabilize organic wastes: composting and vermicomposting.There are no studies in the literature showing which process is most effective over the short term. In this study, 3 organic wastes were composted and vermicomposted for 90 days, and the parameters pH, effective cation exchange capacity, total organic carbon, total Kjeldahl nitrogen, Ptotal, E4/E6 ratio, hydrophobicity and aromaticity indexes were determined. In all experiments, vermicomposted materials showed higher stability, proving a superior tool for stabilization of these organic wastes.

Efeitos da rochagem e de resíduos orgânicos sobre aspectos químicos e microbiológicos de um subsolo exposto e sobre o crescimento de Astronium fraxinifolium Schott

Áreas degredadas, como as oriundas da construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, de onde as camadas superficiais do solo foram removidas, apresentam baixa regeneração natural e subsolo desnudo, com problemas de compactação, alta densidade global, alta resistência à penetração de raízes e falta de matéria orgânica. Para revegetar essas áreas, torna-se necessário melhorar as condições gerais do subsolo. Este trabalho objetivou verificar os efeitos da rochagem (basalto) e da aplicação de diferentes resíduos orgânicos sobre aspectos químicos e microbiológicos de um subsolo exposto e sobre o crescimento de Gonçalo Alves (Astronium fraxinifolium Schott), uma espécie arbórea nativa de Cerrado. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e constou de 17 tratamentos, como se segue: subsolo de "área de empréstimo" com quatro doses de basalto (0, 2, 4 e 8 t ha-1), combinadas ou não com 8 t ha-1 de três resíduos orgânicos (aguapé, esterco de curral e lodo doméstico), gerando 16 tratamentos, além de um adicional, com solo de Cerrado preservado, utilizado como referência, com quatro repetições por tratamento. Foram realizadas análises químicas e microbiológicas do subsolo, além de medidas de altura, massa seca e fresca da parte aérea e do sistema radicular das plantas. Os resultados indicam que os procedimentos com esterco e aguapé, adicionados ou não de basalto, foram os que mais contribuíram para melhorar as condições químicas do subsolo e proporcionar os maiores resultados para as variáveis microbiológicas, enquanto as plantas apresentaram o maior crescimento nos tratamentos em que foram adicionados lodo de esgoto e basalto. A rochagem, realizada com basalto, proporcionou resultados positivos.