A comprehensive review on monitoring and purification of water through tunable 2D nanomaterials / Uma revisão abrangente sobre monitoramento e purificação de água através de nanomateriais 2D sintonizáveis

Instead of typical household trash, the heavy metal complexes, organic chemicals, and other poisons produced by huge enterprises threaten water systems across the world. In order to protect our drinking water from pollution, we must keep a close eye on the situation. Nanotechnology, specifically two-dimensional (2D) nanomaterials, is used in certain wastewater treatment systems. Graphene, g-C3N4, MoS2, and MXene are just a few examples of emerging 2D nanomaterials that exhibit an extraordinary ratio of surface (m3), providing material consumption, time consumption, and treatment technique for cleaning and observing water. In this post, we'll talk about the ways in which 2D nanomaterials may be tuned to perform certain functions, namely how they can be used for water management. The following is a quick overview of nanostructured materials and its possible use in water management: Also discussed in length are the applications of 2D nanomaterials in water purification, including pollutant adsorption, filtration, disinfection, and photocatalysis. Fluorescence sensors, colorimetric, electrochemical, and field-effect transistors are only some of the devices being studied for their potential use in monitoring water quality using 2D nanomaterials. Utilizing 2D content has its benefits and pitfalls when used to water management. New developments in this fast-expanding business will boost water treatment quality and accessibility in response to rising awareness of the need of clean, fresh water among future generations.

Em vez do lixo doméstico típico, os complexos de metais pesados, produtos químicos orgânicos e outros venenos produzidos por grandes empresas ameaçam os sistemas de água em todo o mundo. Para proteger nossa água potável da poluição, devemos ficar de olho na situação. A nanotecnologia, especificamente nanomateriais bidimensionais (2D), é usada em certos sistemas de tratamento de águas residuais. Grafeno, g-C3N4, MoS2 e MXene são apenas alguns exemplos de nanomateriais 2D emergentes que exibem uma extraordinária proporção de superfície (m3), proporcionando consumo de material, consumo de tempo e técnica de tratamento para limpeza e observação da água. Neste trabalho, trataremos das maneiras pelas quais os nanomateriais 2D podem ser ajustados para desempenhar determinadas funções, ou seja, como eles podem ser usados para o gerenciamento de água. A seguir, uma breve visão geral dos materiais nanoestruturados e seu possível uso no gerenciamento de água. Serão também discutidas detalhadamente as aplicações de nanomateriais 2D na purificação de água, incluindo adsorção de poluentes, filtração, desinfecção e fotocatálise. Sensores de fluorescência, colorimétricos, eletroquímicos e transistores de efeito de campo são apenas alguns dos dispositivos que estão sendo estudados para uso potencial no monitoramento da qualidade da água usando nanomateriais 2D. A utilização de conteúdo 2D tem seus benefícios e armadilhas quando utilizada para gerenciamento de água. Novos desenvolvimentos neste negócio em rápida expansão visam aumentar a qualidade e a acessibilidade do tratamento de água em resposta à crescente conscientização sobre a necessidade de água limpa e fresca entre as gerações futuras.

Decolorization of the benzidine-based azo dye Congo red by the new strain Shewanella xiamenensis G5-03

Abstract Shewanella xiamenensis G5-03 was observed to decolorize the azo dye Congo red in synthetic wastewater. The influence of some factors on the dye decolorization efficiency was evaluated. The optimal decolorization conditions were temperature 30-35 °C, pH 10.0, incubation time 10 h, and static condition. The kinetic of Congo red decolorization fitted to the MichaelisMenten model (Vmax = 111.11 mg L-1 h-1 and Km = 448.3 mg L-1). The bacterium was also able to degrade benzidine, a product of azo bond breakage of the Congo red, which contributed to reduce the phytotoxicity. The ability of S. xiamenensis G5-03 for simultaneous decolorization and degradation of Congo red shows its potential application for the biological treatment of wastewaters containing azo dyes.

Resumo Shewanella xiamenensis G5-03 foi capaz de descolorir o corante azo vermelho Congo em água residuária sintética. A influência de alguns fatores na eficiência da descoloração do corante foi avaliada. As condições ótimas de descoloração foram temperatura de 30-35 °C, pH 10,0 e condições estáticas. A cinética de descoloração do vermelho Congo se ajustou ao modelo de MichaelisMenten (Vmax = 111,11 mg L-1 h-1 and Km = 448,3 mg L-1). A bactéria também foi capaz de degradar a benzidina, um produto da quebra da ligação azo do vermelho Congo, o que contribuiu para a redução da fitotoxicidade. A habilidade da S. xiamenensis G5-03 em simultaneamente descolorir e degradar o vermelho Congo demostra seu potencial de aplicação no tratamento de águas residuárias contendo corantes azo.

Decolorization of the benzidine-based azo dye Congo red by the new strain Shewanella xiamenensis G5-03 / Descoloração do corante azo derivado da benzidina vermelho Congo por uma nova linhagem de Shewanella xiamenensis G5-03

Shewanella xiamenensis G5-03 was observed to decolorize the azo dye Congo red in synthetic wastewater. The influence of some factors on the dye decolorization efficiency was evaluated. The optimal decolorization conditions were temperature 30-35 °C, pH 10.0, incubation time 10 h, and static condition. The kinetic of Congo red decolorization fitted to the Michaelis–Menten model (Vmax = 111.11 mg L-¹ h-¹ and Km = 448.3 mg L-¹). The bacterium was also able to degrade benzidine, a product of azo bond breakage of the Congo red, which contributed to reduce the phytotoxicity. The ability of S. xiamenensis G5-03 for simultaneous decolorization and degradation of Congo red shows its potential application for the biological treatment of wastewaters containing azo dyes.

Shewanella xiamenensis G5-03 foi capaz de descolorir o corante azo vermelho Congo em água residuária sintética. A influência de alguns fatores na eficiência da descoloração do corante foi avaliada. As condições ótimas de descoloração foram temperatura de 30-35 °C, pH 10,0 e condições estáticas. A cinética de descoloração do vermelho Congo se ajustou ao modelo de Michaelis–Menten (Vmax = 111,11 mg L-¹ h-¹ and Km = 448,3 mg L-¹). A bactéria também foi capaz de degradar a benzidina, um produto da quebra da ligação azo do vermelho Congo, o que contribuiu para a redução da fitotoxicidade. A habilidade da S. xiamenensis G5-03 em simultaneamente descolorir e degradar o vermelho Congo demostra seu potencial de aplicação no tratamento de águas residuárias contendo corantes azo.

Decolorization of the benzidine-based azo dye Congo red by the new strain Shewanella xiamenensis G5-03 / Descoloração do corante azo derivado da benzidina vermelho Congo por uma nova linhagem de Shewanella xiamenensis G5-03

Shewanella xiamenensis G5-03 was observed to decolorize the azo dye Congo red in synthetic wastewater. The influence of some factors on the dye decolorization efficiency was evaluated. The optimal decolorization conditions were temperature 30-35 °C, pH 10.0, incubation time 10 h, and static condition. The kinetic of Congo red decolorization fitted to the Michaelis–Menten model (Vmax = 111.11 mg L-¹ h-¹ and Km = 448.3 mg L-¹). The bacterium was also able to degrade benzidine, a product of azo bond breakage of the Congo red, which contributed to reduce the phytotoxicity. The ability of S. xiamenensis G5-03 for simultaneous decolorization and degradation of Congo red shows its potential application for the biological treatment of wastewaters containing azo dyes.(AU)

Shewanella xiamenensis G5-03 foi capaz de descolorir o corante azo vermelho Congo em água residuária sintética. A influência de alguns fatores na eficiência da descoloração do corante foi avaliada. As condições ótimas de descoloração foram temperatura de 30-35 °C, pH 10,0 e condições estáticas. A cinética de descoloração do vermelho Congo se ajustou ao modelo de Michaelis–Menten (Vmax = 111,11 mg L-¹ h-¹ and Km = 448,3 mg L-¹). A bactéria também foi capaz de degradar a benzidina, um produto da quebra da ligação azo do vermelho Congo, o que contribuiu para a redução da fitotoxicidade. A habilidade da S. xiamenensis G5-03 em simultaneamente descolorir e degradar o vermelho Congo demostra seu potencial de aplicação no tratamento de águas residuárias contendo corantes azo.(AU)

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil

Abstract High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.

Resumo Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.

Evaluation of the efficiency of anaerobic reactors in the removal of pollutants from fish processing effluents / Avaliação da eficiência de reatores anaeróbios na remoção de poluentes em efluentes do processamento de pescado

The objective of the present work was to evaluate the performance of a compartmentalized anaerobic reactor (CAR) followed by anaerobic filter in real scale, effluent treatment from fish fridge processing. The work was developed in a fish fridge located in the south of the state of Minas Gerais, which has an effluent treatment plant composed of static screen, grease removal device, CAR reactor and anaerobic filter. The monitoring happened trough physical-chemical parameters of fluids and effluents from all sampling points of the plant biweekly. The parameters evaluated were temperature, pH, chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), total suspended solids (TSS), volatile suspended solids (VSS), volatile fatty acids (VFA) and alkalinity. Operational problems found in the primary treatment were not limiting for the system performance, which managed to meet the parameters of environmental legislation in Minas Gerais according to the efficiency of removal of COD, BOD and VSS from wastewater from fish processing.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de reator anaeróbio compartimentado (RAC) seguido por filtro anaeróbio em escala real tratando efluentes do processamento de frigorífico de pescado. O trabalho foi desenvolvido em um frigorífico de pescado localizado no sul do estado de Minas Gerais, que possui uma estação de tratamento de efluentes composta por peneira estática, caixa de gordura, reator ABR e filtro anaeróbio. O monitoramento do sistema consistiu em um conjunto de análises físico-químicas dos afluentes e efluentes de todos os pontos de coleta de amostras da estação de tratamento coletados quinzenalmente. Os parâmetros avaliados foram temperatura, pH, demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), sólidos suspensos totais (SST), sólidos suspensos voláteis (SSV), ácidos voláteis totais (AVT) e alcalinidade. Problemas operacionais encontrados no tratamento primário não foram limitantes para o sistema, que conseguiu atender parâmetros da legislação ambiental de Minas Gerais quanto à eficiência de remoção de DQO, DBO e SSV das águas residuárias do processamento de pescado. O sistema de tratamento é uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes do processamento de pescado.

Efficiency of the anaerobic baffled reactor followed by anaerobic filter in the removal of nutrients and pathogenic organisms in fish processing effluents / [Eficiência do reator ABR seguido de filtro anaeróbio na remoção de nutrientes e de organismos patogênicos em efluentes de processamento de pescado]

The aquaculture showed high growth along with the increase in the consumption of animal protein from this sector. The processing industries facilitate the preparation of fish for the consumer; however, they generate large volumes of effluents with a high polluting potential. Environmental legislation establishes norms for the release of effluents, making it necessary to implement treatment systems to reduce the pollutants generated. The objective of this work was to evaluate the performance of a compartmentalized anaerobic reactor (ABR) followed by an anaerobic filter (AF) treating fish processing effluent. The work was carried out in a slaughterhouse that had an effluent treatment station consisting of a static sieve, grease box, ABR reactor and anaerobic filter. Monitoring consisted of physical-chemical and biological analyzes of samples collected from the influent and effluents from each stage of treatment. The parameters evaluated were ammonia, nitrite, nitrate, NTK, phosphate and coliforms. The average results of the removal efficiency of these parameters, respectively, for the ABR reactor were 5, 40, 69, -19, -25 and 83%, and for the AF -0.5, 73, 53, 10, -17 and -17%. The system composed by the ABR reactor followed by the Anaerobic Filter showed high removal of nitrite, nitrate, and coliforms.

A atividade de aquicultura apresentou elevado crescimento, juntamente com o aumento do consumo de proteína animal proveniente desse setor. As indústrias de processamento facilitam o preparo do pescado ao consumidor, todavia geram grandes volumes de efluentes de alto potencial poluidor. A legislação ambiental estabelece normas para o lançamento de efluentes, tornando necessária a implementação de sistemas de tratamento para a redução dos poluentes gerados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de um reator anaeróbio compartimentado (ABR) seguido por filtro anaeróbio (FA), tratando efluente de processamento de pescado. O trabalho foi desenvolvido em um frigorífico que possuía uma estação de tratamento de efluentes composta por peneira estática, caixa de gordura, reator ABR e filtro anaeróbio. O monitoramento consistiu em análises físico-químicas e biológicas de amostras coletadas do afluente e dos efluentes de cada etapa do tratamento. Os parâmetros avaliados foram: amônia, nitrito, nitrato, NTK, fosfato e coliformes. Os resultados médios da eficiência de remoção desses parâmetros, respectivamente, do reator ABR foram de 5, 40, 69, -19, -25 e 83%, e do FA -0,5, 73, 53, 10, -1, e -17%. O sistema composto pelo reator ABR seguido pelo filtro anaeróbio apresentou alta remoção de nitrito, nitrato e coliformes.

Clinical and toxicological findings in nitrate and nitrite poisoning in cattle in Northeastern Brazil / Achados clínicos e toxicológicos na intoxicação por nitrato e nitrito em bovinos no Nordeste do Brasil

We report two outbreaks of nitrate and nitrite poisoning in Paraíba, Northeast Brazil. The first, due to Pennisetum purpureum (elephant grass), and the second, due to P. purpureum and Brachiaria spp. (brachiaria grass), both occurred during a prolonged drought. In the first outbreak, the irrigation of the pastures with wastewater and sewage contributed to nitrate accumulation. The second outbreak occurred in pastures cultivated in the border of a dam, that had been submerged for long time accumulating large amounts of organic matter in the soil. Other probably risk factors for nitrate accumulation included the use of chemical fertilizers and herbicides and burning of the vegetation. In the first outbreak, four calves out of a total of 42 cattle died, and in the second outbreak 49 out of 243 cattle, including adults, yearlings, and a 2-day-old calf died. The clinical signs included dyspnea, cyanosis, ataxia, and falls, leading to death. The presence of nitrates was detected in both outbreaks using the diphenylamine test. Quantitative tests were performed in the second outbreak using a portable nitrate meter, and high nitrate concentrations were found. The characteristic macroscopic findings and absence of microscopic lesions and response to treatment with methylene blue were key to the diagnosis of poisoning by nitrates and nitrites. We conclude that poisoning by nitrates and nitrites in ruminants in the semiarid region of Northeastern Brazil is frequent due to the cultivation of grasses in the border of dams that had been covered by water for long periods or in areas irrigated by wastewater and/or sewage. In addition, the use of a portable measuring device is an effective alternative for the quantification of nitrates in pastures.

Relatamos dois surtos de intoxicação por nitrato e nitrito na Paraíba, Nordeste do Brasil. O primeiro por Pennisetum purpureum (capim-elefante), e o segundo por P. purpureum e Brachiaria spp. (capim braquiária); ambos ocorreram durante uma estiagem prolongada. No primeiro surto, a irrigação das pastagens com água poluída e esgoto contribuiu para o acúmulo de nitrato. O segundo surto ocorreu em pastagens cultivadas na borda de uma barragem, que há muito tempo ficavam submersas, acumulando grande quantidade de matéria orgânica no solo. Outros prováveis fatores de risco para o acúmulo de nitrato incluíram o uso de fertilizantes químicos e herbicidas e a queima da vegetação. No primeiro surto, quatro bezerros de um total de 42 bovinos morreram, e no segundo surto 49 de 243 bovinos, incluindo adultos, jovens de um ano e um bezerro de 2 dias de idade morreram. Os sinais clínicos incluíram dispneia, cianose, ataxia e quedas, levando à morte. A presença de nitratos foi detectada em ambos os surtos pelo teste de difenilamina. Testes quantitativos foram realizados no segundo surto usando um medidor portátil de nitrato, e altas concentrações de nitrato foram encontradas. Os achados macroscópicos característicos e a ausência de lesões microscópicas e a resposta ao tratamento com azul de metileno foram fundamentais para o diagnóstico de intoxicação por nitratos e nitritos. Concluímos que a intoxicação por nitratos e nitritos em ruminantes na região semiárida do Nordeste do Brasil é frequente devido ao cultivo de gramíneas nas bordas de barragens que estiveram cobertas por água por longos períodos ou em áreas irrigadas por água poluída e/ou esgoto. Além disso, o uso de medidor portátil é uma alternativa eficaz para a quantificação de nitratos em pastagens.

Clinical and toxicological findings in nitrate and nitrite poisoning in cattle in Northeastern Brazil / Achados clínicos e toxicológicos na intoxicação por nitrato e nitrito em bovinos no Nordeste do Brasil

We report two outbreaks of nitrate and nitrite poisoning in Paraíba, Northeast Brazil. The first, due to Pennisetum purpureum (elephant grass), and the second, due to P. purpureum and Brachiaria spp. (brachiaria grass), both occurred during a prolonged drought. In the first outbreak, the irrigation of the pastures with wastewater and sewage contributed to nitrate accumulation. The second outbreak occurred in pastures cultivated in the border of a dam, that had been submerged for long time accumulating large amounts of organic matter in the soil. Other probably risk factors for nitrate accumulation included the use of chemical fertilizers and herbicides and burning of the vegetation. In the first outbreak, four calves out of a total of 42 cattle died, and in the second outbreak 49 out of 243 cattle, including adults, yearlings, and a 2-day-old calf died. The clinical signs included dyspnea, cyanosis, ataxia, and falls, leading to death. The presence of nitrates was detected in both outbreaks using the diphenylamine test. Quantitative tests were performed in the second outbreak using a portable nitrate meter, and high nitrate concentrations were found. The characteristic macroscopic findings and absence of microscopic lesions and response to treatment with methylene blue were key to the diagnosis of poisoning by nitrates and nitrites. We conclude that poisoning by nitrates and nitrites in ruminants in the semiarid region of Northeastern Brazil is frequent due to the cultivation of grasses in the border of dams that had been covered by water for long periods or in areas irrigated by wastewater and/or sewage. In addition, the use of a portable measuring device is an effective alternative for the quantification of nitrates in pastures.(AU)

Relatamos dois surtos de intoxicação por nitrato e nitrito na Paraíba, Nordeste do Brasil. O primeiro por Pennisetum purpureum (capim-elefante), e o segundo por P. purpureum e Brachiaria spp. (capim braquiária); ambos ocorreram durante uma estiagem prolongada. No primeiro surto, a irrigação das pastagens com água poluída e esgoto contribuiu para o acúmulo de nitrato. O segundo surto ocorreu em pastagens cultivadas na borda de uma barragem, que há muito tempo ficavam submersas, acumulando grande quantidade de matéria orgânica no solo. Outros prováveis fatores de risco para o acúmulo de nitrato incluíram o uso de fertilizantes químicos e herbicidas e a queima da vegetação. No primeiro surto, quatro bezerros de um total de 42 bovinos morreram, e no segundo surto 49 de 243 bovinos, incluindo adultos, jovens de um ano e um bezerro de 2 dias de idade morreram. Os sinais clínicos incluíram dispneia, cianose, ataxia e quedas, levando à morte. A presença de nitratos foi detectada em ambos os surtos pelo teste de difenilamina. Testes quantitativos foram realizados no segundo surto usando um medidor portátil de nitrato, e altas concentrações de nitrato foram encontradas. Os achados macroscópicos característicos e a ausência de lesões microscópicas e a resposta ao tratamento com azul de metileno foram fundamentais para o diagnóstico de intoxicação por nitratos e nitritos. Concluímos que a intoxicação por nitratos e nitritos em ruminantes na região semiárida do Nordeste do Brasil é frequente devido ao cultivo de gramíneas nas bordas de barragens que estiveram cobertas por água por longos períodos ou em áreas irrigadas por água poluída e/ou esgoto. Além disso, o uso de medidor portátil é uma alternativa eficaz para a quantificação de nitratos em pastagens.(AU)

Decolorization of the benzidine-based azo dye Congo red by the new strain Shewanella xiamenensis G5-03 / Descoloração do corante azo derivado da benzidina vermelho Congo por uma nova linhagem de Shewanella xiamenensis G5-03

Shewanella xiamenensis G5-03 was observed to decolorize the azo dye Congo red in synthetic wastewater. The influence of some factors on the dye decolorization efficiency was evaluated. The optimal decolorization conditions were temperature 30-35 °C, pH 10.0, incubation time 10 h, and static condition. The kinetic of Congo red decolorization fitted to the Michaelis­Menten model (Vmax = 111.11 mg L-1 h-1 and Km = 448.3 mg L-1). The bacterium was also able to degrade benzidine, a product of azo bond breakage of the Congo red, which contributed to reduce the phytotoxicity. The ability of S. xiamenensis G5-03 for simultaneous decolorization and degradation of Congo red shows its potential application for the biological treatment of wastewaters containing azo dyes.

Shewanella xiamenensis G5-03 foi capaz de descolorir o corante azo vermelho Congo em água residuária sintética. A influência de alguns fatores na eficiência da descoloração do corante foi avaliada. As condições ótimas de descoloração foram temperatura de 30-35 °C, pH 10,0 e condições estáticas. A cinética de descoloração do vermelho Congo se ajustou ao modelo de Michaelis­Menten (Vmax = 111,11 mg L-1 h-1 and Km = 448,3 mg L-1). A bactéria também foi capaz de degradar a benzidina, um produto da quebra da ligação azo do vermelho Congo, o que contribuiu para a redução da fitotoxicidade. A habilidade da S. xiamenensis G5-03 em simultaneamente descolorir e degradar o vermelho Congo demostra seu potencial de aplicação no tratamento de águas residuárias contendo corantes azo.

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil / Esgoto de hospital terciário como reservatório de bactérias expressando o fenótipo MDR no Brasil

High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.

Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.

Employment of chitosan in the removal of pollutants in fish processing effluents / [Emprego de quitosana na remoção de poluentes em efluentes de processamento de pescado]

The significant growth of the industrial sector in recent decades has led to an increase in the volume of waste, which if not properly destined, could cause serious environmental problems. In the context of aquaculture, liquid effluents with a high organic content are generated in large quantities in the fish processing industries, and if their disposal is carried out improperly, serious damage to the environment is caused. The general objective of this study is to evaluate: the efficiency of removal of COD and BOD, in addition to the influence on pH; alkalinity; chlorides; ammonia; nitrite; nitrate; phosphate; turbidity; total, fixed and volatile solids, from the effluent of fish processing treated by coagulation and sedimentation using the natural chitosan coagulant. pH 5.5 followed by pH 6 showed better results for the use of chitosan coagulant in the process of treatment by effluent coagulation of fish processing industry. Chitosan does not act on the parameters TVS, alkalinity, chlorides, ammonia, nitrite, nitrate, and phosphate, regardless of the dosage used. However, it acts on BOD, COD, TS, TFS and turbidity. Thus, the best dosage of chitosan is 0.25 g L-1 in optimized activity at pH of 5.5.

O crescimento expressivo do setor industrial nas últimas décadas acarretou o aumento do volume de resíduos, que, se não forem destinados adequadamente, poderão causar sérios problemas ambientais. No contexto da aquacultura, efluentes líquidos com um alto teor orgânico são gerados em grandes quantidades nas indústrias de processamento de pescado, e, se seu descarte for realizado de maneira inadequada, há sérios prejuízos ao ambiente. O objetivo geral deste estudo foi avaliar: a eficiência de remoção de DQO e DBO, além da influência sobre o pH, a alcalinidade, os cloretos, a amônia, o nitrito, o nitrato, o fosfato, a turbidez, os sólidos totais, fixos e voláteis, bem como do efluente do processamento de pescado tratado por coagulação e da sedimentação, utilizando-se o coagulante natural quitosana. O pH 5,5, seguido pelo pH 6, apresentou melhores resultados para uso do coagulante quitosana no processo de tratamento por coagulação de efluente de indústria de processamento de pescado. A quitosana não atua sobre os parâmetros STV, alcalinidade, cloretos, amônia, nitrito, nitrato e fosfato, independentemente da dosagem utilizada. Mas atua sobre DBO, DQO, ST, STF e turbidez. Assim, a melhor dosagem de quitosana é 0,25 g L-1 em atividade otimizada no pH de 5,5.

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil / Esgoto de hospital terciário como reservatório de bactérias expressando o fenótipo MDR no Brasil

High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.

Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.

Tertiary hospital sewage as reservoir of bacteria expressing MDR phenotype in Brazil / Esgoto de hospital terciário como reservatório de bactérias expressando o fenótipo MDR no Brasil

High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.(AU)

Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.(AU)

Uso de quitina e quitosana como adsorventes de amônia de efluentes aquícolas: revisão de literatura / Use of chitin and quitosan as adsorvents of ammonia of aquaculture effluents: a literature review / Uso de quitina y quitosana como adsorbentes de amonia de efluentes acuícolas: revisión de literatura

Os resíduos provenientes da aquicultura são derivados da ração e da excreção dos peixes e podem estar sedimentados, suspensos ou dissolvidos, ocasionando elevados valores de DBO, DQO, nitrogênio e fósforo. A produção de camarões no Brasil tem gerado elevadas quantidades de resíduos sólidos, tendo em vista que os exoesqueletos dos camarões correspondem a cerca de 40% do seu peso total, resultando num forte impacto ambiental. Diversas pesquisas envolvendo a quitina estão sendo desenvolvidas na área de tratamento de água, devido principalmente a sua capacidade de formar filme, sendo utilizada em sistemas filtrantes. Este polissacarídeo também pode ser utilizado como agente floculante no tratamento de efluentes, como adsorvente na clarificação de óleos, e principalmente na produção de quitosana. Atualmente a quitosana possui aplicações multidimensionais, desde áreas como a nutrição humana, biotecnologia, ciência dos materiais, indústria farmacêutica, agricultura, terapia genética e proteção ambiental. A quitosana é muito eficiente na remoção de poluentes em diferentes concentrações. Apresenta alta capacidade e grande velocidade de adsorção, boa eficiência e seletividade tanto em soluções que possuem altas ou baixas concentrações. O uso da biotecnologia, através do processo de adsorção utilizando adsorventes naturais e baratos, como a quitina e quitosana, minimiza os impactos ambientais da aquicultura tanto em relação aos provocados pelo lançamento de efluentes no meio ambiente quanto aos causados pelo descarte inadequado dos resíduos do processamento de camarões.(AU)

Aquaculture residues are derived from fish feed and excretion and may be sedimented, suspended or dissolved, resulting in high BOD, COD, nitrogen and phosphorus values. Shrimp production in Brazil has generated high amounts of solid waste, since shrimp exoskeletons account for about 40% of their total weight, resulting in a strong environmental impact. Several researches involving chitin are being developed in the area of water treatment, mainly due to its ability to form film, being used in filter systems. This polysaccharide can also be used as a flocculating agent in the treatment of effluents, as an adsorbent in the clarification of oils, and especially in the production of chitosan. Currently, chitosan has multidimensional applications, from areas such as human nutrition, biotechnology, materials science, pharmaceutical industry, agriculture, gene therapy and environmental protection. Chitosan is very efficient in the removal of pollutants at different concentrations. It presents high capacity and high adsorption velocity, good efficiency and selectivity both in solutions that have high or low concentrations. The use of biotechnology, through the adsorption process using natural and cheap adsorbents such as chitin and chitosan, minimizes the environmental impacts of aquaculture both in relation to those caused by the release of effluents into the environment and those caused by the inappropriate disposal of processing residues of shrimps.(AU)

Los residuos procedentes de la acuicultura se derivan de la ración y de la excreción de los peces y pueden estar sedimentados, suspendidos o disueltos, ocasionando elevados valores de DBO, DQO, nitrógeno y fósforo. La producción de camarones en Brasil ha generado grandes cantidades de residuos sólidos, teniendo en cuenta que los exoesqueletos de los camarones corresponden a cerca del 40% de su peso total, resultando en un fuerte impacto ambiental. Varias investigaciones involucrando la quitina se están desarrollando en el área de tratamiento de agua, debido principalmente a su capacidad de formar película, siendo utilizada en sistemas filtrantes. Este polisacárido también puede ser utilizado como agente floculante en el tratamiento de efluentes, como adsorbente en la clarificación de aceites, y principalmente en la producción de quitosana. Actualmente la quitosana posee aplicaciones multidimensionales, desde áreas como la nutrición humana, biotecnología, ciencia de los materiales, industria farmacéutica, agricultura, terapia genética y protección ambiental. La quitosana es muy eficiente en la eliminación de contaminantes en diferentes concentraciones. Presenta alta capacidad y gran velocidad de adsorción, buena eficiencia y selectividad tanto en soluciones que poseen altas o bajas concentraciones. El uso de la biotecnología, a través del proceso de adsorción utilizando adsorbentes naturales y baratos, como la quitina y quitosana, minimiza los impactos ambientales de la acuicultura tanto en relación a los provocados por el lanzamiento de efluentes en el medio ambiente en cuanto a los causados por el descarte inadecuado de los residuos del procesamiento de camarones.(AU)

Temperature influences swine wastewater treatment by aquatic plants

Studies show that aquatic plants are an efficient alternative to minimize the harmful effects of wastewater. Two species of aquatic macrophytes (Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes) were chosen to evaluate the temperature effect on the performance of these macrophytes species in a post-treatment system of swine wastewater. The experiment was carried out in the municipality of Toledo, Paraná State, Brazil. For the experimental system, 24 concrete tanks with 80 L capacity were used, each measuring approximately 1.5 m in length, 0.25 m in width and 0.16 m deep. Wastewater characteristics and variables hydrogen potential (pH), electrical conductivity (EC), and dissolved oxygen (DO) were measured weekly. After, we analyzed the aquatic macrophytes and centesimal composition. The use of aquatic macrophytes was efficient for final swine wastewater polishing. Nitrogen removal showed higher efficiency in the summer period for both species studied. The abiotic variables (pH and EC) presented better results during the winter for both species evaluated. Air and wastewater low temperatures did not influence these variables. Dissolved oxygen presented better results in the summer period for E. crassipes species. There was a significant increase in N and P contents in the plant tissue. This fact proves that the use of aquatic macrophytes is an interesting alternative for swine wastewater treatment.

Temperature influences swine wastewater treatment by aquatic plants

Studies show that aquatic plants are an efficient alternative to minimize the harmful effects of wastewater. Two species of aquatic macrophytes (Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes) were chosen to evaluate the temperature effect on the performance of these macrophytes species in a post-treatment system of swine wastewater. The experiment was carried out in the municipality of Toledo, Paraná State, Brazil. For the experimental system, 24 concrete tanks with 80 L capacity were used, each measuring approximately 1.5 m in length, 0.25 m in width and 0.16 m deep. Wastewater characteristics and variables hydrogen potential (pH), electrical conductivity (EC), and dissolved oxygen (DO) were measured weekly. After, we analyzed the aquatic macrophytes and centesimal composition. The use of aquatic macrophytes was efficient for final swine wastewater polishing. Nitrogen removal showed higher efficiency in the summer period for both species studied. The abiotic variables (pH and EC) presented better results during the winter for both species evaluated. Air and wastewater low temperatures did not influence these variables. Dissolved oxygen presented better results in the summer period for E. crassipes species. There was a significant increase in N and P contents in the plant tissue. This fact proves that the use of aquatic macrophytes is an interesting alternative for swine wastewater treatment.(AU)

Growth and nitrogen uptake by Arthrospira platensiscultured in aquaculture wastewater from Nile tilapia reared in biofloc system

This study aimed to evaluate the growth of Arthrospira (Spirulina)platensiscultivated in Zarrouk culture medium and effluent from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) reared in biofloc system. Four treatments were used: Control (100% Zarrouk), E50 (50% Zarrouk + 50% Tilapia effluent), E75 (25% Zarrouk + 75% Tilapia effluent), and E100 (100% Tilapia effluent), and the experiment lasted 10 days. Growth parameters such as maximum cell density (MCD), doubling time (DT), and growth rate (K) were daily evaluated, as well aspH and water temperature. In addition, the concentrations of total ammonia nitrogen (TAN), nitrite-N (NO2-N), and nitrate-N (NO3-N) were analyzed in order to compare nitrogen absorption. Among treatments, E50 and E75 obtained higher maximum cell densities and presented an exponential growth rate similar to the control treatment. Regarding the concentrations of nitrogen compounds, a significant reduction was observed in all treatments, with an NO3-Nuptake of 99%, followed by 80% of TAN and 90% of NO2-N. Thus, giving the results obtained, besides being able to grow in wastewater, A. platensis can also be used in bioremediation processes, confirming the potential of this species.

Growth and nitrogen uptake by Arthrospira platensiscultured in aquaculture wastewater from Nile tilapia reared in biofloc system

This study aimed to evaluate the growth of Arthrospira (Spirulina)platensiscultivated in Zarrouk culture medium and effluent from Nile tilapia (Oreochromis niloticus) reared in biofloc system. Four treatments were used: Control (100% Zarrouk), E50 (50% Zarrouk + 50% Tilapia effluent), E75 (25% Zarrouk + 75% Tilapia effluent), and E100 (100% Tilapia effluent), and the experiment lasted 10 days. Growth parameters such as maximum cell density (MCD), doubling time (DT), and growth rate (K) were daily evaluated, as well aspH and water temperature. In addition, the concentrations of total ammonia nitrogen (TAN), nitrite-N (NO2-N), and nitrate-N (NO3-N) were analyzed in order to compare nitrogen absorption. Among treatments, E50 and E75 obtained higher maximum cell densities and presented an exponential growth rate similar to the control treatment. Regarding the concentrations of nitrogen compounds, a significant reduction was observed in all treatments, with an NO3-Nuptake of 99%, followed by 80% of TAN and 90% of NO2-N. Thus, giving the results obtained, besides being able to grow in wastewater, A. platensis can also be used in bioremediation processes, confirming the potential of this species.(AU)

Removal of nutrients from organic liquid agricultural waste using filamentous algae / Remoção de nutrientes de resíduos agrícolas líquidos orgânicos utilizando algas filamentosas

A feasibility analysis of tertiary treatment for Organic Liquid Agricultural Waste is presented using filamentous algae belonging to the genus Cladophora sp. as an alternative to chemical tertiary treatment. The main advantages of tertiary treatments that use biological systems are the low cost investment and the minimal dependence on environmental variables. In this work we demonstrate that filamentous algae reduces the nutrient load of nitrate (circa 75%) and phosphate (circa 86%) from the organic waste effluents coming from dairy farms after nine days of culture, with the added advantage being that after the treatment period, algae removal can be achieved by simple procedures. Currently, the organic wastewater is discarded into fields and local streams. However, the algae can acquire value as a by-product since it has various uses as compost, cellulose, and biogas. A disadvantage of this system is that clean water must be used to achieve enough water transparency to allow algae growth. Even so, the nutrient reduction system of the organic effluents proposed is friendly to the ecosystem, compared to tertiary treatments that use chemicals to precipitate and collect nutrients such as nitrates and phosphates.(AU)

Uma análise de viabilidade do tratamento terciário para Resíduos Agrícola Líquidos Orgânicos é apresentada usando algas filamentosas pertencentes ao gênero Cladophora sp. como alternativa ao tratamento químico terciário. Os tratamentos terciários que utilizam sistemas biológicos têm baixo custo de investimento e a dependência de variáveis ambientais é mínima. Neste trabalho, é demonstrado que essas algas filamentosas reduzem a carga nutricional de nitrato (circa 75%) e fosfato (circa 86%) dos efluentes de resíduos orgânicos provenientes de fazendas de leite em nove dias de cultura e tem a vantagem de que as algas podem ser facilmente coletadas posteriormente. Atualmente, as águas residuais orgânicas são descartadas nos campos e córregos locais. Posteriormente, as algas podem ser consideradas como matéria prima, uma vez que possuem várias utilidades como composto, celulose e biogás. Uma desvantagem desse sistema é que água limpa deve ser usada para obter transparência de água suficiente para permitir o crescimento de algas. Mesmo assim, o sistema de redução de nutrientes dos efluentes orgânicos propostos e amigável ao ecossistema, comparado aos tratamentos terciários que utilizam produtos químicos para precipitar e coletar nutrientes como nitratos e fosfatos.(AU)