Avaliação do perfil de resistência aos antimicrobianos em cepas de Escherichia coli e Staphylococcus spp. no canal do Marambaia em Balneário Camboriú, Santa Catarina / Evaluation of the antimicrobial resistance profile of isolated strains of Escherichia coli and Staphylococcus spp. in the Marambaia river in Balneário Camboriú, Santa Catarina

Introdução: Durante as últimas décadas, diversos micropoluentes orgânicos foram liberados no meio ambiente como resultado de atividades antropogênicas. Entre eles, se destacam os antibióticos, substâncias pouco biodegradáveis e muito persistentes que, ao se  acumularem nos sistemas aquáticos, proporcionam um ambiente favorável à seleção e proliferação de microrganismos resistentes a antimicrobianos. Objetivo: Avaliar o perfil de resistência aos antimicrobianos em cepas de Escherichia coli e Staphylococcus spp., isoladas no rio Marambaia e na praia adjacente, em Balneário Camboriú, Santa Catarina. Método: A amostragem foi dividida em seis coletas, totalizando 36 amostras e abrangendo todas as estações do ano. Foram realizadas análises microbiológicas fenotípicas, incluindo morfologia e testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. A análise de dados foi realizada com o auxílio dos softwares Excel e Past, versão 4.03, através de análise explorativa e descritiva. Resultados: Foi verificada a presença de coliformes totais e termotolerantes, em todos os pontos amostrais, indicando a influência da desembocadura do rio na praia, além disso, a concentração de E. coli encontrada nos pontos amostrais está em desacordo com a Resolução Conama n° 357/2005, exceto para os pontos Marambaia 1 e Praia 3. De forma geral, cinco cepas apresentaram resistência a pelo menos três antibióticos, sendo a mais expressiva a ampicilina, com 14 cepas resistentes. O índice MAR para Staphylococcus spp. mostrou altos riscos para multirresistência, não apresentando diferenças para os fatores momento e local de coleta, sendo que 96 cepas apresentaram resistência para pelo menos um antibiótico. Foi encontrado um  número maior de cepas resistentes aos antimicrobianos eritromicina e clindamicina. Conclusões: A presença de E. coli é preocupante por se tratar de um coliforme termotolerante, indicativo de contaminação fecal recente. A existência de mecanismos de resistência nessas bactérias pode modificar a microbiota local, colocando em risco a saúde da população. Quanto aos Staphylococcus spp., através da avaliação dos dados do índice MAR, verificou-se riscos altos de multirresistência para a maioria dos locais amostrados e em qualquer momento das coletas. Além disso, poucas cepas foram sensíveis para todos os antibióticos testados. A análise do antibiograma revelou que 96 cepas apresentaram resistência para pelo menos uma classe de antimicrobiano. Os mecanismos de resistência que ocorrem em Gram-positivos, apesar de divergirem daqueles ocorridos em Gram-negativos, são igualmente preocupantes, seja do ponto de vista  icrobiológico ou em questões de saúde pública.

Introduction: During the last few decades, various organic micropollutants, including antibiotics, have been released into the environment because of anthropogenic activities. These drugs are poorly biodegradable and very persistent, such that when they accumulate in aquatic systems, they provide a favorable environment for the selection and proliferation of resistant microorganisms. Objective: Evaluate the antimicrobial resistance profile of isolated strains of Escherichia coli and Staphylococcus spp taken from the Marambaia river and its adjacent beach, in Balneário Camboriú, in the Brazilian state of Santa Catarina. Method: The sampling was divided into six collections, with a total of thirty-six samples, across all seasons of the year.  Subsequently, microbiological analyses and antibiotic sensitivity tests were performed. Data analysis was performed using the software programs Excel and Past, version 4.03, through exploratory and descriptive analyses. Results: The results showed the presence of total and thermotolerant coliforms at all sampling points, indicating the influence of the river outflow on the beach. Moreover, the concentrations of E. coli found in the sampling points are not compliant with Conama Resolution 357/2005,  except for the points Marambaia 1 and Praia 3. The MAR index for Staphylococcus showed high risks for multidrug resistance, with no differences for the time and place of collection. Ninety-six strains were resistant to at least one antibiotic. The isolated strains showed greater resistance to antibiotics erythromycin and clindamycin. Conclusions: The presence of E. coli is worrisome because it is a thermotolerant coliform, indicative of recent fecal contamination. The presence of resistance mechanisms in these bacteria can modify the local microbiota, putting the health of the population at risk. As for Staphylococcus spp., through the evaluation of the MAR index, high risks of multidrug resistance were found for most of the sampled locations and at any time of collection. In addition, few strains were sensitive to all antibiotics tested. The resistance mechanisms that occur in Gram-positives, despite differing from those that occur in Gram-negatives, are equally worrisome, whether from a microbiological point of view or in terms of public health.

Tratamento de efluentes: remoção de detergente utilizando processo Fenton com ultrassom e prego reutilizado / Effluent treatment: detergent removal using Fenton ultrasound process and reused nail

RESUMO Diferentes metodologias são descritas na literatura para tratamento de efluentes industriais. Entretanto, a maioria dos processos não são totalmente eficientes quando o efluente apresenta baixo conteúdo de partícula coloidal suspensa e alta concentração de matéria orgânica e detergentes. Entre os métodos que são estudados para eliminar detergente e matéria orgânica de efluentes industriais, o processo Fenton é uma estratégia atraente. No presente estudo, foi aplicada uma metodologia para remoção de detergente de efluentes líquidos utilizando processo Fenton com ultrassom e prego reutilizado. A otimização de parâmetros para tratamento do efluente foi realizada por meio das análises de pH, detergente, cor, turbidez, demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, óleos e graxas, e sólidos suspensos. Os melhores resultados foram obtidos em pH 3,5, com 90 mg L−1 de peróxido de hidrogênio e um prego de ferro (2,7g) tanto para o processo Fenton como para o Fenton com ultrassom. Nessas condições, os valores de remoção de detergente foram de 99,4%. Em pH 2,5, 4,5 e 5,5, os valores obtidos para remoção de detergente foram menores, 75,2, 89,5, 68,4%, respectivamente. Resultados semelhantes foram obtidos para cor, turbidez, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio. A reutilização dos pregos mostrou que a eficiência média na remoção de detergente até o quarto ciclo foi acima de 90%, e, a partir do quinto ciclo, observou-se uma diminuição gradativa, sendo a diferença entre o primeiro e o sexto ciclo em torno de 10%.

ABSTRACT Different methodologies are described in the literature for the industrial effluents treatment. However, most processes are not fully efficient when the effluent has low suspended colloidal particle content and high concentration of organic matter and detergents. Among the methods that are studied to eliminate detergent and organic matter from industrial effluents, the Fenton process is an attractive strategy. In the present study, a more sustainable methodology was applied to remove detergent and organic matter from liquid effluents using Fenton process with ultrasound and recycled nail. The optimization of parameters for effluent treatment was carried out through the analysis of pH, detergents, color, turbidity, chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, oils and greases, and suspended solids. The best results were obtained at pH 3.5, with 90 mg L−1 of hydrogen peroxide and an iron nail (2.7 g) both for the Fenton process and Fenton with ultrasound. Under these conditions, detergent removal values were 99.4%. At pH 2.5, 4.5, and 5.5, the values obtained for detergent removal were lower, 75.2, 89.5, and 68.4%, respectively. Similar results were obtained for color, turbidity, chemical oxygen demand, and biochemical oxygen demand. The reuse of the nails showed that the average detergent removal efficiency up to the fourth cycle was above 90%, and, from the fifth cycle, a gradual decrease was observed, with the difference between the first and sixth cycles being around 10%.

Panorama da pesquisa sobre tratamento e reúso de efluentes da indústria de antibióticos / Overview of research on the treatment and reuse of effluents from the antibiotics industry

RESUMO Este trabalho realizou uma revisão integrativa de artigos científicos indexados entre 2007 e 2017 em diferentes bases de dados sobre o tratamento e o reúso de efluentes provenientes da indústria de antibióticos. Foram encontrados 31 artigos, sendo que somente 4 abordaram o reúso de efluente, e 1 utilizou um sistema de tratamento em escala real. A maior parte desses estudos foi realizado na Ásia, com destaque para a China. Observa-se que, no Brasil, que é um dos grandes produtores e consumidores de fármacos do mundo, esse tipo de pesquisa ainda é incipiente. Os processos mais encontrados foram os oxidativos avançados que mostraram maior eficiência na remoção de antibióticos, mas podem gerar subprodutos, o que pode representar um risco ainda maior dependendo da substância formada. Os processos biológicos devem ser primeiramente aclimatados aos antibióticos para não serem impactados, entretanto, a liberação desses micro-organismos resistentes no corpo receptor também apresenta um risco ambiental. Os sistemas integrados de membranas ao biológico também foram bem eficientes, mas atenta-se ao risco na destinação final dessas membranas que foram capazes de reter esses compostos. No geral, são necessários mais estudos sobre essa abordagem para reduzir os riscos no desenvolvimento de micro-organismos multirresistentes no meio ambiente.

ABSTRACT This work carried out an integrative review of scientific articles indexed between 2007 and 2017 in different databases on treatment and reuse of effluents from the antibiotic industry. Thirty-one articles were found and only four addressed effluent reuse, and one used a full-scale treatment system. Most of these studies were conducted in Asia, with emphasis on China. In Brazil, which is one of the largest producers and consumers of drugs in the world, this type of research is still incipient. The most commonly found processes were oxidative advanced processes that showed greater efficiency in removing antibiotics, but may generate by-products, which might pose an even greater risk depending on the substance formed. Biological processes must first be acclimated to antibiotics in order not to be impacted, however, the release of these resistant microorganisms into the water bodies also presents an environmental risk. Biological integrated membrane systems were also very efficient, but attention should be given to the risk in the final destination of these membranes that were able to retain those compounds. Overall, further studies on this approach are needed to reduce the risks of developing multi-resistant microorganisms in the environment.

Biossorção de íons Cr(III) de soluções aquosas sintéticas e efluente de curtume utilizando a macrófita aquática Pistia stratiotes / Biosorption of Cr(III) ions from synthetic aqueous solutions and tannery effluent using the macrophyte Pistia stratiotes

RESUMO O cromo é um metal tóxico amplamente utilizado em processos industriais, por isso a constante preocupação com os efluentes líquidos gerados. Uma vez lançados sem o devido tratamento podem comprometer a qualidade do corpo receptor. Este trabalho teve por objetivo analisar o processo de biossorção na remoção de íons Cr(III) de soluções aquosas sintéticas e efluente de curtume utilizando como biossorvente a macrófita aquática Pistia stratiotes in natura (PN) e quimicamente modificada (PM) com hidróxido de sódio e ácido cítrico. Realizou-se o preparo, a caracterização dos biossorventes e os experimentos de biossorção. Os estudos de equilíbrio indicaram que a capacidade máxima de biossorção foi de 58,16 e 19,80 mg g-1 para PM e PN, respectivamente. Nos testes utilizando efluente bruto de curtume, a remoção de cromo foi de 28,26% para ambos os biossorventes, e no efluente da lagoa de tratamento biológico, a maior taxa de remoção do metal foi obtida pelo biossorvente PM, com 65,44%. Os resultados demonstraram que a utilização de P. stratiotes como biossorvente apresenta-se como uma alternativa eficaz e de baixo custo, porém estudos complementares são necessários a fim de avaliar sua aplicação em escala real.

ABSTRACT Chromium is a toxic metal widely used in industrial processes, so the concern with the liquid effluents generated is constant, that once released without proper treatment can compromise the quality of the receiver body. The study aimed at analyzing the process of biosorption in removing Cr(III) ions of synthetic aqueous solutions and tannery effluent using as biosorbent the Pistia stratiotes macrophyte in natura (PN) and chemically modified (PM) with sodium hydroxide and citric acid. The preparation, characterization of the biosorbents and the experiments of biosorption were performed. Equilibrium studies indicated that the maximum biosorption capacity for PM was 58.16 mg g-1 and 19.80 mg g-1 for PN. In the tests using raw effluent from tannery, chromium removal was 28.26% for both biosorbents, and in the effluent from biological treatment lagoon, the higher rate of metal removal was obtained by biosorbent PM with 65.44%. The results showed that the use of P. stratiotes as biosorbent may be an effective and low-cost alternative and that additional studies are needed to assess its full-scale application.

Nanocompósitos magnéticos para concentração/remoção de contaminantes de águas / Magnetic adsorbent nanocomposites for water treatment

Zeólitas e carvão ativado são materiais eficazes para o tratamento de efluentes devido a sua grande área superficial e possibilidades de funcionalização, que permitem o desenvolvimento de novos materiais derivados visando a processos de concentração/remoção de contaminantes, por exemplo, em águas. A preparação de nanocompósitos magnéticos e sua aplicação na remoção seletiva de poluentes em meio aquoso tornou-se viável devido as interações distintas que ocorrem entre zeólita e carvão ativado com compostos orgânicos, íons metálicos e compostos nitrogenados. Assim, novos materiais voltados para sistemas de tratamento de águas residuais e monitoramento ambiental foram desenvolvidos com base em materiais bem estabelecidos. Os nanocompósitos foram caracterizados estrutural e morfologicamente por técnicas de microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria, espectroscopia no infravermelho, espalhamento de luz, difração de raios x, bem como suas capacidades de adsorção. Foi avaliado também a viabilidade de aplicações em métodos analíticos, como pré-concentração por extração em fase sólida magnética (M-SPE), e, para tratamento de efluentes em amostras reais. Contaminação por cromo (VI), outras espécies potencialmente tóxicas e amônio foram removidos de águas residuais, gerando produtos tratados com níveis de contaminantes suficientemente baixos para atenderem as recomendações da EPA (Environmental Protection Agency) e CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), permitindo seu descarte na natureza. Os materiais demonstraram ser adequados para pré-concentração rápida, eficiente, economicamente competitiva e ambientalmente amigável de amostras por M-SPE para quantificação analítica de espécies orgânicas ou inorgânicas, por técnicas analíticas convencionais. Assim, foi demonstrado a possibilidade de determinação simultânea de elementos potencialmente tóxicos e de outros cátions metálicos em concentrações traço (ppb), diretamente no material compósito magnético, por espectroscopia de fluorescência de raios X de energia dispersiva (EDX), além da quantificação de traços de compostos orgânicos semi-voláteis por cromatografia emfase gasosa com detector por espectrometria de massas, aumentando a sensibilidade para além do limite nominal de detecção por essas técnicas

Zeolites and activated carbon are effective materials for the treatment of effluents due to their large surface area and functionalisation possibilities, which allow the development of new derived materials aiming at the concentration/removal of contaminants from water, for example. The preparation of magnetic nanocomposites and their application in the selective removal of pollutants in aqueous media has become feasible due to the distinct interactions that occur between zeolite and activated carbon with organic compounds, metal ions and nitrogen compounds. Thus, new materials for wastewater treatment and environmental monitoring systems were developed based on well-established materials. The nanocomposites were structural and morphologically characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetry, infrared spectroscopy, light scattering, x-ray diffraction, as well as their adsorption capacities, viability of applications in analytical methods such as preconcentration by extraction in magnetic solid phase, M-SPE, were evaluated, and the composite materials Cmag and Zmag applied for treatment of real samples. Chromium (VI) contamination, heavy metal cations and ammonium were removed from wastewater, generating treated products with levels of contaminants low enough to meet the EPA and CONAMA recommendations, allowing their disposal in the wild. The materials have been shown to be suitable for rapid, efficient, economically competitive and environmentally friendly preconcentration of samples per M-SPE for analytical quantification of organic or inorganic species by conventional analytical techniques. Thus, it was demonstrated the possibility of simultaneous analysis of heavy metals and other metal cations in trace concentrations (ppb), directly in the magnetic composite material, by dispersive energy X-ray fluorescence spectroscopy (EDX), in addition to the quantification of traces of volatile organic compounds (VOC) by gas chromatography with mass spectrometry detector, increasing the sensitivity beyond the nominal limit of detection by these techniques

Avaliação do impacto do efluente da estação de tratamento de esgoto ETE-Pirajá sobre o Rio Parnaíba, Teresina (PI) / Evaluation of the impact of the effluent from the sewage treatment plant STP-Pirajá over the Parnaíba river, Teresina (Piauí, Brazil)

RESUMO A utilização dos recursos hídricos para fins de transporte ou diluição de efluentes exige o conhecimento adequado dos processos para assegurar a qualidade da água do corpo receptor. Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto do lançamento do efluente da Estação de Tratamento de Esgoto Pirajá (ETE-Pirajá) sobre a qualidade da água do Rio Parnaíba. Foram realizadas coletas de campo e análises laboratoriais por um período de 12 meses no sistema de tratamento por lagoas de estabilização e nos pontos a montante e a jusante do lançamento do efluente. A eficiência do tratamento de esgoto apresentou valores típicos para o sistema de lagoas de estabilização e atendeu aos requisitos de qualidade para a descarga de efluentes. A capacidade de diluição do Rio Parnaíba se mostrou compatível para as cargas poluidoras do efluente da ETE-Pirajá. O índice de qualidade da água (IQA) variou de bom a regular no trecho estudado, sendo a poluição difusa o principal aspecto na degradação da qualidade do Rio Parnaíba, demonstrando a redução ao longo da área urbana. A Escherichia coli apresentou valores em desacordo com os requisitos de qualidade na maior parte do período monitorado, mesmo a montante do ponto de lançamento.

ABSTRACT The use of water resources for the discharge of effluents for the purpose of dilution, transportation or final disposal requires proper knowledge of the processes to ensure the receiving waterbody quality. This study aimed to assess the impact of the sewage treatment plant Pirajá (STP-Pirajá) effluent discharge on the quality of the Parnaíba river. Field sampling and laboratory analyzes were carried out for a period of 12 months in the treatment system for stabilization ponds and monitoring points upstream and downstream of effluent inputs. The efficiency of the sewage treatment showed typical values for system stabilization ponds, and met the quality requirements for effluent discharge. The dilution capacity of the Parnaíba river was compatible to the polluting loads of effluent from the STP-Pirajá. The Water Quality Index (WQI) ranged from good to regular in the studied area; and diffuse pollution proved to be the main threat in the river water quality. Escherichia coli values exceeded the limits of the quality requirements in almost all the monitoring period, even upstream of the effluent discharge point.

Adsorção de Cd 2+, Ni 2+ e Zn 2+ em soluções aquosas usando anidrita e lama vermelha / Adsorption of Cd2+, Ni2+ and Zn2+ in aqueous solutions using anhydrite and red mud

RESUMO Vários minerais e resíduos industriais têm sido estudados para uso como adsorvente, entre eles a lama vermelha e a anidrita. A lama vermelha é um resíduo insolúvel gerado em grande quantidade durante o processamento da bauxita. A anidrita é um sulfato de cálcio (CaSO4) cristalizado sob a forma rômbica e usada como matéria-prima na indústria. Nesta investigação, a capacidade de adsorção de Cd2+, Ni2+ e Zn2+ pela anidrita e pela lama vermelha foi avaliada usando isotermas de adsorção de Langmuir e Freundlich. Os materiais empregados apresentaram adsorção ≥75±1% para todos os metais em soluções aquosas com concentração de 0,5 mmol.25 mL-1. As isotermas baseadas no modelo de Langmuir foram as mais apropriadas para descrever o fenômeno de remoção de Cd2+, Ni2+ e Zn2+ para a anidrita e a lama vermelha, com valores de capacidade máxima de adsorção de 0,47 e 0,51 mmol.g-1 para o Cd2+, 1,18 e 1,56 mmol.g-1 para o Ni2+ e 0,84 e 1,47 mmol.g-1 para o Zn2+, respectivamente. Esses valores foram superiores a outros valores exibidos por materiais empregados como adsorventes descritos em estudos prévios.

ABSTRACT Various minerals and industrial waste have been studied for use as an adsorbent, in particular the anhydrite and the red mud. The red mud is an insoluble residue that is generated in large quantities during the processing of bauxite. The anhydrite is a calcium sulfate (CaSO4), crystallized as a rhombic way, and used as raw material in the industry. In this study, the Cd2+, Ni2+ and Zn2+adsorption capacity by anhydrite and by red mud was evaluated using adsorption isotherms obtained by the Langmuir and Freundlich models. The materials used showed adsorption ≥75±1% for all metals in aqueous solutions with a concentration of 0.5 mmol.25 mL-1. The Langmuir isotherm was more appropriate to describe the phenomenon of Cd2+, Ni2+ and Zn2+ removal, with highest adsorption capacity at 0.47 and 0.51 mmol.g-1 for Cd2+, 1.18 and 1.56 mmol.g-1 for Ni2+, and 0.84 and 1.47 mmol.g-1 for Zn2+, respectively. These values were higher than those ones obtained for other materials described in previous studies.

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment

p>In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce ( italic>Lactuca sativa /italic> L.) and rocket plant ( italic>Eruca sativa /italic> Mill.) and root elongation of onions ( italic>Allium cepa /italic> L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of italic>L. sativa /italic> and italic>E. sativa /italic> and the roots of italic>A. cepa /italic> to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both italic>L. sativa /italic> and italic>A. cepa /italic>showed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in italic>A. cepa /italic> exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In italic>L. sativa /italic>, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment. /p>

p>No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface ( italic>Lactuca sativa /italic> L.) e rúcula ( italic>Eruca sativa /italic> Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola ( italic>Allium cepa /italic> L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de italic>L. sativa /italic> e italic>E. sativa /italic> e raízes de italic>A. cepa /italic> a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em italic>L. sativa /italic> e italic>A. cepa, /italic> evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em italic>A. cepa /italic> exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em italic>L. sativa /italic>, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico. /p>

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment / Avaliação da fitotoxicidade de chorume de aterro sanitário antes e após tratamento biológico

In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce (Lactuca sativa L.) and rocket plant (Eruca sativa Mill.) and root elongation of onions (Allium cepa L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of L. sativa and E. sativa and the roots of A. cepa to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both L. sativa and A. cepashowed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in A. cepa exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In L. sativa, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment.

No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface (Lactuca sativa L.) e rúcula (Eruca sativa Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola (Allium cepa L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de L. sativa e E. sativa e raízes de A. cepa a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em L. sativa e A. cepa, evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em A. cepa exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em L. sativa, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico.

Dinâmica da população de coliformes durante a compostagem automatizada de dejetos líquidos de suínos / Population dynamics during composting of fecal automated pig slurry

Microrganismos presentes em dejetos de suínos podem contaminar o meio ambiente. Embora a compostagem seja preconizada como um método eficiente para reduzir este potencial poluidor dos dejetos, existem poucas informações de pesquisa sobre tal processo. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar a eficiência da compostagem automatizada dos dejetos líquidos de suínos (DLS) na redução da população de coliformes, usados como indicadores de poluição fecal. Os DLS foram adicionados periodicamente, durante 106 dias, em substrato constituído pela mistura, em partes iguais, de maravalha e serragem. Foram efetuadas 14 adições de DLS, e em cada adição as leiras de compostagem eram revolvidas por meio de uma máquina especialmente desenvolvida para este fim. Foram avaliados dois tratamentos com três repetições, sendo um com e outro sem adição de ácido fosfórico aos dejetos, até pH 6,0. A adição de ácido visou reduzir as perdas de N por volatilização de amônia (NH3) durante a compostagem. A avaliação da população de coliformes foi feita pela técnica do número mais provável (NMP), com uso do caldo Fluorocult, incubado a 37ºC por 24h e posterior leitura em luz ultravioleta. A população de coliformes fecais não foi afetada pela adição de ácido fosfórico. O processo de compostagem automatizada foi eficiente na redução de coliformes fecais, cuja população original passou de 4,2x1010 para 1,2 x 105 ao final da compostagem (156 dias) sem adição de ácido e de 3,8x1010 para 2,3x104 na compostagem com adição de ácido. Essa remoção de coliformes fecais, promovida pela compostagem automatizada dos dejetos líquidos de suínos, corresponde a 99,99 por cento...

Microorganisms present in pig manure can contaminate the environment. Although composting is recommended as an efficient method to reduce the pollution potential of waste, there is little research information on this process. This study aimed to evaluate the efficiency of automated composting of pig slurry (PS) in reducing the population of coliforms, used as fecal pollution indicators. The PS was added periodically during 106 days in substrate, with a mixture, in equal parts, of wood shavings and sawdust. There were 14 additions of PS and at each addition the compost windrows were revolved through a machine especially developed for this purpose. Two treatments with three replications were evaluated, one with and one without the addition of phosphoric acid to the slurry up to pH 6.0. The acid addition aimed to reduce N losses through the volatilization of ammonia (NH3) during composting. Coliforms were evaluated by the technique of most probable number (MPN) using the Fluorocult broth, incubated at 37 ° C for 24 h and subsequent reading in ultra violet light. The population of fecal coliforms was not affected by the addition of phosphoric acid. The automated composting process was effective in reducing faecal coliforms, whose original population decreased from 4.2 x 1010 to 1.2 x 105 at the end of composting (156 days) without addition of acid and from 3.8 x1010 to 2,3 x104 in compost with added acid. This removal of faecal coliforms, promoted by automated composting of pig slurry, corresponds to 99.99 percent...

Estudo da aplicação da tirosinase vegetal no tratamento de efluentes e verificação da genotoxicidade do efluente tratado em células vegetais / Study on tyrosinase application in the treatment of plant effluent and verification of genotoxicity of the treated effluent into plant cells

Os problemas ambientais relacionados à crescente atividade industrial têm gerado preocupações aos órgãos governamentais e entidades de proteção ambientais, sendo necessários estudos de base que busquem novas alternativas para a recuperação de áreas poluídas e a solução de problemas operacionais relacionados com as técnicas empregadas. Um dos compostos mais encontrados em diversos efluentes industriais, principalmente de indústrias bioquímico-farmacêuticas, é o fenol que provoca um impacto danoso no ambiente devido ao fato de ser um poluente tóxico. O presente trabalho propõe, portanto, avaliar a oxidação e destruição do fenol através da utilização da enzima tirosinase extraída de vegetais, cujos resultados podem ser úteis para o tratamento de outros compostos fenólicos como o hormônio 17β-estradiol ou os que se encontram nos efluentes procedentes da produção de azeite ("águas de vegetação") após a recuperação dos polifenóis importantes como antioxidantes. A tirosinase tem a capacidade de transformar fenóis em produtos menos solúveis em água e menos danosos, permitindo assim uma agressão menor ao ambiente. Outro método de remoção do fenol também foi avaliado utilizando queratina extraída de penas de galinha, quitina e quitosana como bioadsorventes. A atividade enzimática foi determinada espectrofotometricamente com soluções de fosfato de potássio e L-tirosina. Para determinar a concentração de fenol aps a oxidação foi utilizada a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Para estudar a adsorção do fenol aplicou-se o método colorimétrico a partir das soluções de tampão borato, 4 aminoantipirina e ferricianeto de potássio e as absorbâncias foram lidas em espectrofotômetro UV-Vis a 546nm, enquanto a determinação de polifenis presentes na "água de vegetação" foi realizada pelo método Folin-Ciocalteu. A quantidade de tirosinase nas batatas das variedades Ágata e Galette di Bologna apresentou-se muito baixa a ponto de modificarmos a matéria prima para...

Environmental problems related to growing industrial activity have generated concerns among government entities and environmental protection, being necessary more baseline studies that seek new alternatives for the recovery of polluted areas and solution of problems related to the operational techniques employed. One of the compounds most commonly found in many industrial effluents, mainly from biochemical and pharmaceutical industries, is phenol, which causes a detrimental impact on the environment due to its toxicity. Therefore, this work proposes the oxidation and destruction of phenol using the enzyme tyrosinase, extracted from plants, whose results could be useful in the future for the treatment of other phenolic compounds such as 17β-estradiol hormone or those found in the effluent coming from the production for olive oil ("vegetation water") after polyphenols recovery. Such an enzyme has the ability of transforming phenols into products less soluble in water and less dangerous, thereby allowing for a minor impact on the environment. Another method of phenol removal was also evaluated using keratin extracted from chicken feathers, chitin and chitosan as phenol biosorbents. Potassium phosphate buffer and L-tyrosine solutions were used for the determination of enzymatic activity, the high performance liquid chromatography (HPLC) for the determination of phenol concentration after oxidation, and a colorimetric method making use of solutions of borate buffer, 4-aminoantipyrine and potassium ferricyanide as well as reading of the absorbance at 546nm to investigate phenol biosorption, while the presence of polyphenols in "vegetation water" was determined by the Folin-Ciocalteu method. The presence of the tyrosinase in potato varieties Agata and Galette di Bologna was shown to be very low, thus suggesting to change the biosorbent material. So, additional tests were done on apples, kiwi, banana and mushroom, but only the last showed a considerable activity...

Reúso da água como ferramenta de revitalização de uma estação de tratamento de efluentes / Water reuse as a wastewater treatment plant revitalization tool

O objetivo deste artigo foi avaliar o emprego do reúso de água como ferramenta de revitalização de uma estação de tratamento de efluentes (ETE). Para comprovação em um caso real, este estudo foi desenvolvido em uma indústria de embalagens de papelão ondulado, cuja ETE apresentava baixo desempenho. A identificação de oportunidades de reúso e a simulação matemática de seu impacto sobre a ETE, por meio do balanço de cargas, apontaram para o reúso do efluente de tratamento primário como oportunidade de revitalização. Por conseguinte, esse efluente foi reusado na produção de adesivo de amido, reduzindo em mais de 60 por cento a carga de DBO5 afluente ao processo de lodos ativados (59,14 para 22,15 kg/dia). Assim, a eficiência da ETE foi aumentada significativamente, resultando em uma redução substancial da carga despejada no corpo hídrico, com consequente observação dos padrões de lançamento estabelecidos pelo órgão ambiental.

The objective of this article was to evaluate the water reuse as a wastewater treatment plant (WWTP) revitalization tool. To verify a real case, this study was developed in a corrugated paperboard package industry whose WWTP presented a low performance. The identification of reuse opportunities and the mathematic simulation of its impact on the WWTP, by the means of load balance, pointed out the reuse of primary treatment effluent as a revitalization opportunity. Therefore, this effluent was reused in starch adhesive production, reducing the affluent BOD5 into the activated sludge over 60 percent (59.14 to 22.15 kg/day). Thus, the WWTP performance was significantly raised, resulting in a substantial reduction in contaminant load dumped into the water body with consequent observation of the standards of effluent release environmental regulation.

Microbiologia de sistema de lodos ativados e sua relação com o tratamento de efluentes industriais: a experiência da Cetrel / Activated sludge system microbiology and its relationship with the industrial effluents treatment: the experience of the Cetrel

Buscou-se, neste trabalho, caracterizar a comunidade microbiana de lodos ativados dos tanques de aeração (TA-2, TA-3 e TA-4) da estação de tratamento de efluentes (ETE) da Cetrel e correlacioná-la com parâmetros físico-químicos de processo, bem como avaliar o impacto do efluente industrial (EI) bruto na estrutura da comunidade do lodo. Adicionalmente, foi verificada a existência de possíveis correlações entre a qualidade do efluente tratado final (ETF) e a comunidade do lodo para identificar algum grupo biológico que pudesse ser usado como bioindicador desta ETE. Os principais grupos encontrados nos TA foram ciliados (livre natantes, de vida livre e pedunculados) e flagelados. Verificou-se que altas cargas de DBO e DQO no EI afetam negativamente o sistema, especialmente o grupo dos ciliados, que foram os melhores indicadores da elevada eficiência da ETE. O TA-2 mostrou ser o tanque mais estável e eficiente.

The purpose of this study was to characterize the microbial community of activated sludge in the aeration tanks (AT-2, AT-3 and AT-4) from the Cetrel wastewater treatment plant (WWTP) and to correlate it to physical-chemical parameters, as well as to assess the impact of the raw industrial effluent (IE) on the activated sludge community. Additionally, it was verified the relationship between the treated effluent (TE) quality and the biological groups to determinate indicators of the WWTP efficiency. Ciliated protozoa (free-swimming, crawler and sessile) and flagellates were the main biological groups found in the TA. It was demonstrated that high IE-BOD and -COD loads have a negative influence on the system, especially on the ciliated protozoa, which was the best indicator of high efficiency of the WWTP. The AT-2 was the more stable and efficient.

Alternativas para o tratamento de efluentes da indústria galvânica / Alternatives for the galvanic wastewater treatment

Os métodos de precipitação química, cristalização e extração líquido-líquido foram aplicados visando propor alternativas para o tratamento de efluentes líquidos gerados pela indústria de galvanoplastia. Efluentes de diversas empresas do setor, localizadas no estado de Minas Gerais (Brasil), foram coletados e caracterizados. O efluente estudado, proveniente de empresa de galvanização de zinco a quente, continha cerca de 90 g/L de ferro total, 35 g/L de zinco e menores quantidades de Al, Ni e Cu, em meio ácido clorídrico (pH = 0,6). A separação seletiva entre ferro e zinco não se mostrou eficiente por precipitação, sendo a técnica adequada somente no tratamento do efluente, ao contrário da cristalização e extração líquido-líquido utilizando-se TBP como agente extratante. A integração destas técnicas ainda requer estudos mais detalhados visando à otimização de custos e das condições operacionais.

Separation methods such as chemical precipitation, crystallization and liquid-liquid extraction have been investigated aiming to treat effluents generated by the galvanic industry. Effluent samples generated by several companies located in the state of Minas Gerais (Brazil) were collected and chemically characterized. For this work, a typical zinc hot-dip galvanizing effluent containing about 90 g/L of total iron, 35 g/L of zinc and minor amounts of Al, Ni, Cu, in HCl medium (pH = 0.6) was treated. A selective separation between metals zinc and iron was not achieved by chemical precipitation, which was found adequate to threat water only. On contrary, zinc and iron was separated very efficiently by crystallization and liquid-liquid extraction using TBP as extractant agent. The integration of these methods to recover zinc and iron from effluent still requires more detailed studies.