Estimativa do coeficiente de reaeração da água em canal raso de fundo deslizante / Estimation of reaeration coefficients of water in shallow moving-bed channel

O coeficiente de reaeração, K2, é a variável de maior influência na autodepuração de corpos hídricos; portanto, estimativas confiáveis são de suma importância. As previsões de K2, por meio de equações, em condições de escoamento raso são, geralmente, superestimadas. Por isso, neste trabalho, os objetivos foram estudar a reoxigenação da água limpa em canal hidráulico de fundo deslizante, com pequenas profundidades de água e diferentes velocidades de escoamento, inferir sobre as principais variáveis hidrodinâmicas intervenientes no processo e, com base nelas, propor equação de estimativa de K2. Com a concentração de oxigênio na água ao longo do tempo, estimou-se K2. Inferiu-se, dos resultados, que as variáveis velocidade média (V) e velocidade de corte (u*), profundidade (H), números de Froude (Fr) e de Reynolds (R), declividade (S) e fator de forma (ff) afetaram K2, e a melhor equação foi a que incluiu as três últimas variáveis.

The reaeration coefficient, K2, is the most influential variable in the self-purification of water bodies, thus reliable estimates are of great importance. The predictions of K2 by means of equations in shallow depths are usually overestimated. Therefore, in this study, the objectives were to study the reoxygenation of clean water moving-bed channel with shallow water depths and different flow velocities; identify the main hydrodynamic variables involved in the process and, based on them, propose equation(s) for estimation of K2. Oxygen concentration in the water over time, was used to estimated K2. From the results it was inferred that average velocity (V) and shear velocity (u*), depth (H), Froude number (Fr) and Reynolds number (R), slope (S), channel shape factor (ff), influenced K2 and the best predictive equation was the one which included the last three variables.

Estudo da autodepuração do rio Jordão, localizado na bacia hidrográfica do rio Dourados / Self-depuration study of Jordão river, located in Dourados river basin

O presente artigo avaliou a capacidade de autodepuração do Rio Jordão, considerando as contribuições reais do córrego Brejo Alegre em período de estiagem e os dois cenários que levam em conta as cargas poluidoras estimadas da estação de tratamento de esgoto e a baixa capacidade de diluição do rio para a vazão crítica Q7,10, por meio do modelo QUAL-UFMG. A simulação na estiagem apresentou aceitável calibração, tendo em vista a otimização dos coeficientes, evidenciando a prevalência da desoxigenação por demanda carbonácea sobre a nitrificação e a importância da reaeração natural no processo de autodepuração. Apenas o parâmetro 'demanda bioquímica de oxigênio' (DBO5) não respeitou os limites preconizados pela Resolução do Ministério do Meio Ambiente 357:2005, tendo ficado em toda a extensão do rio fora da regulamentação devido ao recebimento de cargas poluidoras do córrego Brejo Alegre. Quanto às simulações dos cenários, as cargas poluidoras de uma população de 13.300 habitantes para o Cenário 1 e 20.500 para o 2 garantiriam a capacidade de autodepuração, considerando-se uma vazão crítica 3,2 vezes inferior à menor vazão medida no período de estiagem.

The present article assessed the self-depuration capacity of Jordão River, considering the real contributions of Brejo Alegre stream in a drought period and two scenarios regarding the estimated polluting loads of a waste treatment plant and the low dilution capacity of the river for the Q7,10 critical flow by using the QUAL-UFMG model. The simulation for the drought period presented acceptable calibration by adjusting coefficients, evidencing the deoxygenation by carbon demand over nitrification and the importance of natural re-aeration in the self-depuration process. Only the biochemical oxygen demand (BOD5) parameter did not respect the limits recommended by the CONAMA Resolution 357:2005, in which all the river extension was outside the regulations due to the pollution loads received from Brejo Alegre stream. For the simulated scenarios, polluting loads of a population of 13.300 people for scenario 1 and 20.500 for 2 guaranteed the self-depuration capacity, considering a critical flow 3.2 times lower than the lowest flow measured in the drought period.

Influência do despejo de esgoto doméstico nas características limnológicas do rio Camandocaia, bacia hidrográfica do rio Piracicaba, Estado de São Paulo / Influence of domestic sewage on the limnological characteristics of the Camandocaia river, Piracicaba river basin, São Paulo State

Investigar a influência do esgoto orgânico na água do rio Camandocaia. Foram analisadas as seguintes variáveis limnológicas: pH, turbidez, cor, manganês, ferro, oxigênio dissolvido, nitrogênio e fósforo totais. Os dados são discutidos em termos de valores médios e foi aplicada a Análise de Componentes Principais. Em nenhum dos 12 pontos estudados, os valores de saturação de oxigênio estiveram abaixo de 70%, com exceção do Ponto 9 (38,8%). Os menores valores de nitrogênio foram detectados nos Pontos 1 a 3 (0,18 a 0,21 mg L-1) e os valores mais elevados nos Pontos 9 e 10 (1,29 e 1,79 mg L-1); o valor mais elevado de fósforo foi detectado no Ponto 9 (345,5 µg L-1). Todas as variáveis correlacionam-se positivamente ao componente principal 1, com exceção da saturação de oxigênio. Os dois componentes principais somados explicam 86,6% do total da variação encontrada. A água do Camandocaia foi pouco impactada pelos esgotos até Amparo. No final dessa cidade foram detectados os níveis mais elevados de poluição, e a tendência foi a depuração parcial do esgoto até a confluência com o rio Jaguari. Entretanto, o local mais poluído do rio, quando comparado a outros rios poluídos, apresentou níveis de poluição inferiores.

The objective of the present study was to investigate the influence of domestic sewage on the water along the Camandocaia River. The limnological variables analyzed were: pH, turbidity, color, manganese, iron, dissolved oxygen, nitrogen and total phosphorus. The data are discussed in terms of average values, and the Principal Component Analysis was employed. At no point were the oxygen saturation values below 70%, with the exception of point 9 (38.8%). The lowest nitrogen values were detected in points 1 to 3 (0.18 to 0.21 mg L-1) and the highest in points 9 and 10 (1.29 and 1.79 mg L-1); the highest phosphorus value was detected in point 9 (345.5 µg L-1). All variables correlate positively to the principal component 1, with the exception of oxygen saturation. The sum of the two principal components explains 86.6% of total variation found. The water of the river was little impacted by domestic sewage until Amparo. The highest levels of pollution were detected at the end of that city, and the trend was partial self-depuration until confluence with the Jaguary River. Nevertheless, the most polluted point of the river, when compared to other polluted rivers, presented lower pollution levels.

Avaliação da qualidade da água e autodepuração do ribeirão do meio, Leme (SP) / Evaluation of the water quality and auto-purification from the meio stream, Leme (SP)

Este trabalho utilizou relações hidroquímicas para avaliar possíveis entradas antropogênicas nas águas superficiais do Ribeirão do Meio (SP). Realizaram-se três coletas de água durante os meses de fevereiro, abril e julho de 2005 em cinco pontos de coleta analisando: vazão, temperatura, turbidez, pH, condutividade, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, sólidos totais em suspensão, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO4(2-), PO4(3-) e NO3-. As características da água próximo à nascente até a cidade de Leme permitem concluir que há pouca interferência na sua qualidade, porém, a falta de tratamento para o esgoto doméstico da cidade de Leme piora a sua qualidade. Para se modelar à autodepuração utilizou-se o modelo QUAL 2K, que identificou as zonas de autodepuração e indicou a necessidade de tratamento de esgotos em nível secundário, com eficiência de 76 por cento.

This investigation utilized hydrochemical relations to evaluate possible anthropogenic inputs at Meio Stream, São Paulo State. Realized three sampling of water during the months of February, April and July/2005, in five sampling points analyzing: discharge, temperature, turbidity, pH, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), TDS (total dissolved solids), TSS (total suspended solids), Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3-, Cl-, SO4(2-), PO4(3-) and NO3-. The characteristics of water close to spring until Leme city allow concluding that there is a small interference in its quality, however the absence of treatment of domestic wastewater at Leme city reduced its quality. It was applied the QUAL 2K modeling to evaluate the Meio Stream auto-purification identified the auto-purification zones and indicated the necessity of secondary wastewater treatment, with 76 percent of efficiency.

Caracterização da biota de protozoários e sua função depurativa na lagoa de estabilização da estação de tratamento de esgoto de Bandeirantes – PR / Characterization of the protozoan biota and its depurating function in the stabilization pond of the Bandeirantes water treatment plant, Paraná State

Os protozoários são, usualmente, maiores que as bactérias e podem se alimentar das mesmas. Isto faz com que os protozoários constituam-se em importantes degraus na pirâmide alimentar, possibilitando que organismos maiores se alimentem indiretamente das bactérias que, de outra forma, seriam um alimento inacessível (VON SPERLING, 1996). Este estudo objetivou a caracterização físico-química e microbiológica da lagoa de estabilização da ETE Bandeirantes - PR, analisando sua inter-relação e nível de estratificação, relacionando os parâmetros físico-químicos e microbiológicos, a variação populacional dos protozoários frente a valores de matéria orgânica e microbióta bacteriana do esgoto e dos vários estratos da lagoa anaeróbia. A identificação de protozoários foi feita conforme metodologia empregada por Pace e Orcutt (1981) e Foissnere Berger (1996). As análises físico-químicas foram realizadas conforme metodologia padronizada por Clesceri et al. (2000); e as análises microbiológicas foram realizadas por metodologia padronizada conforme CETESB, (NT.L5.214), 1992; CETESB, (NT. L5.201), 1986; CETESB, (NT.L5.221), 1984. As coletas e análises foram realizadas em triplicata, no mês de outubro de 2003. A análise qualitativa do zooplâncton revelou a presença de onze gêneros de ciliados e organismos da classe nematoda distribuídos em diferentes pontos e estratos. A distribuição aleatória do zooplâncton está relacionada com parâmetros físico-químicos e valores quantitativos de bactérias eterotróficas, coliformes totais e fecais. O gênero Chilodontopsis foi o protozoário mais encontrado e estava presente em pontos com altos valores de contagem de bactérias, o que denota sua característica ecológica de preferência alimentar por bactérias, conforme Foissner e Berger (1996).

The protozoans are usually bigger than the bacteria and can feed themselves of the same ones. This consequence is that the protozoan consists in an important step in the alimentary pyramid, making possible that bigger organisms feeds the bacteria it self indirectly which, in the other hand, would be an in accessible food form (VON SPERLING, 1996). This study aim characterize microbiological physicist-chemistry profile in a lagoon of stabilization of the Sewer Plant Bandeirantes - PR, analyzing its interrelation and level of stratification, relating the parameters microbiological physicistchemistries and the protozoa’s population variation front the values of bacterial and organic substance of the sewer, and some stratus of the anaerobic lagoon. The identification of protozoan was made in agreement the methodology used for Pace and Orcutt (1981) and Foissner and Berger (1996). The physicist-chemistries analysis had been carried through in agreement standardized methodology for Clesceri et al. (2000); e the microbiological analysis had been carried through by standardized methodology, as CETESB (NT.L5.214), 1992; CETESB, (NT L5.201), 1986; CETESB,(NT.L5.221), 1984. The samplings and analysis were realized intriplicate in October of 2003. The qualitative analysis of zooplankton disclosed to the presence of eleven kinds of ciliates organisms and Nematoda class organisms distributed in different points and stratus. The random distribution of zooplankton is related with physicistchemistries parameters and quantitative values of heterotrophic bacteria, total and fecal coliformes. The Chilodontopsis sort was the greater found and was present in points with high values of counting of bacteria, what it denotes its ecological characteristic of alimentary preference for bacteria, as referenced by Foissner and Berger (1996).