ABSTRACT
This study aimed at establishing the adequate concentrations of nitrapyrin for effective inhibition of oxygen demand required by nitrogen compounds oxidation during aerobic mineralization of the leachate. The aquatic macrophyte Myriophyllum aquaticum was used as dissolved organic matter (DOM) source. The leachate was incubated in several chambers which contained different composition and treatments: (i) treatment with leachate (DOM), (ii) treatment with DOM plus nitrapyrin in different concentrations (10 mg L-1; 25 mg L-1 and 50 mg L-1), aiming at finding the right concentration that inhibits nitrification process, (iii) treatment with DOM plus NH4SO2 (iv) treatment containing DOM and nitrapyrin plus NH4SO2 and (v) treatment with DOM plus azide. The dissolved oxygen amount in each treatment of incubations was periodically measured. The results indicated that the ratio of 10 mg L-1 of nitrapyrin for each 10 mg C of leachate is efficient in inhibition of the oxidation of nitrogen compounds from aquatic macrophytes.
Este estudo visou estabelecer as concentrações adequadas da nitrapirina para a inibição das demandas de oxigênio produzidas pelas oxidações dos compostos nitrogenados durante a mineralização aeróbia de lixiviado, utilizando a macrófita aquática Myriophyllum aquaticum como fonte de matéria orgânica dissolvida (MOD). Para tanto, realizaram-se incubações com lixiviado com diferentes tratamentos: (i) tratamento com MOD, (ii) tratamento com MOD + nitrapirina em diferentes concentrações (10 mg L-1; 25 mg L-1 e 50 mg L-1), visando encontrar a concentração que inibisse o processo de nitrificação, (iii) tratamento com MOD + NH4SO2, (iv) tratamento com MOD + NH4SO2 + nitrapirina, e (v) tratamento com MOD + azida. A partir destas incubações, foram efetuadas medições periódicas da quantidade de oxigênio dissolvido destes tratamentos. Os resultados indicaram que a proporção de 10 mg L-1 de nitrapirina para cada 10 mg C de lixiviado é eficaz para inibir a oxidação dos compostos nitrogenados de lixiviados de macrófitas aquáticas.
ABSTRACT
This study evaluated the influence of nitrogen additions in the oxygen uptake during decomposition of Scirpus cubensis, through laboratory assays. The dissolved oxygen, pH, electrical conductivity (EC) and water temperature were measured. The results showed an initial acidification that decreased gradually, indicating great release of reduced organic matter and subsequent CO2 formation. The decomposition chambers with greater nitrate concentrations exhibited higher pH mean values. The temporal variation of EC showed a small increase and an abrupt increase with increasing nitrate concentrations. The maximum oxygen uptake increased up to 6.37 mg L-1 of nitrate, then decreased. The deoxygenation rate showed an opposite trend from that observed for the oxygen uptake. The coefficients and maximum oxygen consumption related to the particulate detritus mineralization tended to increase with increasing nitrate concentration. The increase in nitrate levels affected the decomposition of each organic matter fraction in different ways, with the particulate organic matter being more easily degraded in richer nitrate concentrations than the dissolved organic matter.
Neste estudo, avaliou-se a influência de adições de nitrogênio no consumo de oxigênio durante a decomposição de Scirpus cubensis, por meio de ensaios de laboratório. Foram determinados: as concentrações de oxigênio dissolvido, o pH, a condutividade elétrica e a temperatura da água. Os resultados mostraram acidificação inicial que diminuíram gradualmente, indicando grande liberação de matéria orgânica reduzida e formação subseqüente de CO2. As câmaras de decomposição com maiores concentrações de nitrato apresentaram valores de pH mais alto. A condutividade elétrica mostrou pequeno incremento com o passar do tempo e aumento abrupto com a intensificação das concentrações de nitrato. O consumo de oxigênio máximo global aumentou até a concentração de nitrato de 6,37 mg L-1, depois decresceu. Os coeficientes globais de consumo de oxigênio apresentaram uma tendência oposta às quantidades máximas de oxigênio consumido. Os coeficientes de consumo de oxigênio, relacionados com a mineralização das frações particuladas, tenderam a aumentar com a elevação da concentração de nitrato. O aumento do nível de nitrato afetou diferentemente a decomposição das frações da matéria orgânica; a matéria orgânica particulada foi mais facilmente degradada do que a dissolvida em presença de maiores concentrações de nitrato.
ABSTRACT
This study aimed at describing the kinetic aspects of glucose aerobic mineralization by different types of microorganisms selected by filtration membranes of different pore sizes: 0.22, 0.45, 2.2 and 7.4 m, and also in glass wool. Water samples were collected from Óleo Lagoon (21º36´ S and 47º49´ W). About 30 mg of glucose was added into filtered water, and the samples were incubated in the dark at 21ºC under aerobic conditions. The dissolved oxygen consumption was determined periodically during 59 days (polarographic method; DOmeter YSI model 58). The data were fitted into a first-order kinetic model. The maximum values of consumed oxygen varied from 2.10 mg L-1 (pore size 0.22 m treatment) to 32.83 mg L-1 (pore size 0.45 m treatment). The glucose mineralization on the 0.22 m treatment showed the lowest oxygen consumption coefficient kd = 0.03 day-1 and half time (t1/2) = 23 days) and the highest value was observed on the 0.45 m treatment and 2.2 m treatment (kd = 0.08 day-1 and t1/2 = 9 days). Oxygen consumption was higher in the sample filtered into 0.45 m, suggesting that bacterivory occurred in treatments with glass wool, 2.2 and 7.4 m. The filtration into 0.22 m pore size membranes favored chemical oxidation.
Este estudo teve por objetivo descrever os aspectos cinéticos da mineralização aeróbia da glicose pela ação de diferentes tipos de microrganismos selecionados por membranas de filtração com diferentes tamanhos de poros: 0,22, 0,45, 2,2 e 7,4 m e em lã de vidro; para tanto, utilizaram-se amostras de água coletadas na lagoa do Óleo (21º36´ S e 47º49´ W). Aproximadamente 30 mg de glicose foram adicionadas à água filtrada e distribuídas em frascos escuros (1 L) que foram incubados no escuro a 21ºC sob condições aeróbias. As concentrações de oxigênio dissolvido das incubações foram determinadas periodicamente, durante 59 dias (método polarográfico; oxímetro YSI modelo 58). Os consumos acumulados de oxigênio foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os valores máximos de oxigênio consumido variaram de 2,10 mg L-1 (no tratamento com membrana de 0,22 m) a 32,83 mg L-1 (no tratamento com membrana de 0,45 m). A mineralização da glicose, no tratamento com membrana de 0,22 m, apresentou o menor coeficiente de consumo de oxigênio (kd = 0,03 dia-1 e t1/2 = 23 dias) e o maior valor foi observado para os tratamentos de 0,45 e 2,2 m (kd = 0,08 dia-1 e t1/2 = 9 dias). O consumo de oxigênio foi maior nas amostras de água filtrada em 0,45 m, sugerindo que nos tratamentos com lã de vidro, 2,2 e 7,4 m ocorreram bacteriovorias. A f
ABSTRACT
Assays were carried out to describe the kinetic aspects of biological bleaching of humic substances during its mineralization. Samples of aquatic plant and water (Oxycaryum cubense) were collected in the Infernão lagoon (21º 35" S and 47º 05" W; São Paulo State, Brazil). Experiments were carried out using fulvic acid (FA) and humic acid (HA) derived from leachates of O. cubense decay (120 days). FA and HA were added to 450 mL of lagoon water and incubated under high and low dissolved oxygen concentrations and at three temperatures. The optical density was monitored (95 days) and the data were fitted to first-order kinetic model. The processes involved with bleaching were favored with increasing temperature only during HA mineralization at low dissolved oxygen availability, indicating that in the Infernão lagoon, the biological bleaching of HA is more effective between November and April. Overall, FA presented higher bleaching coefficients than HA. Low HA bleaching coefficients are probably due to the complexity of the chemical structures and its transformation in FA
Ensaios foram realizados para descrever aspectos cinéticos da descoloração de substâncias húmicas (SH) durante sua mineralização biológica. Amostras de água e de planta aquática (Oxycaryum cubense) foram coletadas na lagoa do Infernão (21º 35S e 47º 05W; estado de São Paulo, Brasil). Os experimentos foram realizados usando ácidos fúlvico (AF) e húmico (AH) obtidos da degradação (120 dias) dos lixiviados de O. cubense. Os AF e AH foram adicionados a 450 mL de água da lagoa e incubados sob condições de altas e baixas concentrações de oxigênio dissolvido e em três temperaturas. A densidade óptica foi monitorada (95 dias) e os dados foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os processos envolvidos com a descoloração das SH foram favorecidos com o aumento da temperatura, somente na mineralização dos AH sob condições de baixa disponibilidade de oxigênio dissolvido; indicando que na lagoa do Infernão, a descoloração biológica dos AH seja favorecida de novembro a abril. De maneira geral, os AF apresentaram coeficientes de descoloração mais altos que os HA. Os coeficientes baixos de descoloração dos AH provavelmente relacionaram-se com a complexidade das estruturas químicas e com sua transformação em AF
ABSTRACT
Long-term incubations of biochemical oxygen demand (BOD) were performed to determine the aeration coefficient derived from oxygen uptake experiments. The BOD bottles were prepared with distilled water and the incubation occurred in the dark, under controlled temperature (19.4ºC). The bottles were submitted to two different treatments based on the initial dissolved oxygen (DO) concentrations (Treatment 1: 1.43mg L-1 and Treatment 2: 7.67mg L-1). The DO concentrations were measured with an OD meter during 52 days. The results were fitted to a first-order kinetics model. The BOD bottles showed an increase in DO concentration for both treatments and the mean aeration coefficient (ka) was 0.065 a day-1. The fittings pointed to some dispersion in the ka values, and the initial concentration of DO in the BOD bottles does not interfere in the aeration process, being a random process
Incubações de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) de longo prazo foram realizadas para determinar o coeficiente de aeração proveniente de experimentos de consumo de oxigênio. Os frascos de DBO foram preparados com água destilada e incubados no escuro e sob temperatura controlada (19,4ºC). Os frascos foram submetidos a dois tratamentos que foram baseados na concentração inicial de oxigênio dissolvido (OD: Tratamento 1 = 1,43mg L-1 e Tratamento 2 = 7,67mg L-1). As concentrações de OD foram determinadas com oxímetro durante 52 dias. Os resultados foram ajustados a um modelo cinético de primeira ordem. Os frascos de DBO apresentaram um incremento nas concentrações de OD para ambos os tratamentos e o coeficiente de aeração (ka) foi de 0,065 dia-1. Os ajustes apontam dispersão nos valores de ka e a concentração inicial de OD nos frascos de DBO não interferiu no processo de aeração sendo um processo aleatório