Influence of Spent Lubricating Oil Spiked Compost on Microbial Counts and Hydrocarbon Degradation Rate in Soils

This study evaluated the influence of organic fertilizers produced from spent lubricating oil (SLO) spiked aerobic composting technique on hydrocarbon degradation rate in soils. The compost windrows (Ft2 and Ft4), consisting of kitchen and agricultural wastes, were spiked with varying concentrations (2% and 4%) of SLO. The resultant organic fertilizers were employed as amendment in pollution simulated potted soils laid out in a complete randomized block design with three replications for 90 days. Results revealed higher counts of hydrocarbon utilizing microbes (HUB: 4.2±0.02×104cfu/g in Ft2, 3.0±0.02×104cfu/g in Ft4; HUF: 3.9±0.2×104cfu/g in Ft2, 2.5±0.02×104cfu/g in Ft4) in spiked compost compared to the control, Ft0 (HUB: 7.9±0.02×103cfu/g; HUF: 6.0±0.2×103cfu/g). Mean count in amended soils reflected a dose-dependent increase which followed the trend: Ft2 ? Ft0 ? Ft4 for the 5% (3.7×108 cfu/g), 10% (9.2×107 cfu/g) and 15% (6.9×107 cfu/g) levels of fertilizer treatments respectively. There was a significant (P<0.05) reduction in the TPH content of soils after 90days treatment with organic fertilizers. Generally, remediation efficiency followed the order: Ft2 ? Ft0 ? Ft4, with the highest (11.51%) achieved at 5% Ft2 application. Spiking technique was responsible for the higher counts of hydrocarbon utilizing microbes and enhanced bioremediation associated with the use of fertilizers Ft2.

Chemical and nutrient differences between medicinal material, residues, and residue compost of Moutan Cortex / 中国中药杂志

Moutan Cortex(MC) residues produced after the extraction of MC can be re-extracted for active components and used to produce organic fertilizer and animal feed. However, they are currently disposed as domestic waste, which pollutes the environment. This study analyzed the chemical composition of the medicinal material, residues, and residue compost of MC by UPLC-UV-Q-TOF-MS. Furthermore, the nutrient composition of MC residues and the residue compost was analyzed. The results showed that:(1)MC residues had lower content of chemicals than the medicinal material, and content of paeonol, gallic acid, and galloylglucose in MC residues were about 1/3 of that in the medicinal material. The content of chemicals were further reduced after residue composting, and the quantitative compounds were all below the limits of detection.(2)Compared with MC residues, the residue compost showed the total nitrogen, total phosphorus, total potassium, and organic matter content increasing by 122.67%, 31.32%, 120.39%, and 32.06%, respectively. Therefore, we concluded that the MC residues can be used to re-extract active compounds such as paeonol, gallic acid, and galloylglucose. The MC residue compost is a high-quality organic fertilizer containing minimal content of chemicals and can be widely used in the cultivation of Chinese medicinal herbs.

The structure and function analysis of bacterial community during aerobic composting of chicken manure / 生物工程学报

In order to determine the changes of bacterial community structure and function in the early, middle and late stage of aerobic composting of chicken manure, high-throughput sequencing and bioinformatics methods were used to determine and analyze the 16S rRNA sequence of samples at different stages of composting. Wayne analysis showed that most of the bacterial OTUs in the three composting stages were the same, and only about 10% of the operational taxonomic units (OTUs) showed stage specificity. The diversity indexes including Ace, Chao1 and Simpson showed a trend of increasing at first, followed by decreasing. However, there was no significant difference among different composting stages (P < 0.05). The dominant bacteria groups in three composting stages were analyzed at the phylum and genus levels. The dominant bacteria phyla at three composting stages were the same, but the abundances were different. LEfSe (line discriminant analysis (LDA) effect size) method was used to analyze the bacterial biological markers with statistical differences among three stages of composting. From the phylum to genus level, there were 49 markers with significant differences among different groups. The markers included 12 species, 13 genera, 12 families, 8 orders, 1 boundary, and 1 phylum. The most biomarkers were detected at early stage while the least biomarkers were detected at late stage. The microbial diversity was analyzed at the functional pathway level. The function diversity was the highest in the early stage of composting. Following the composting, the microbial function was enriched relatively while the diversity decreased. This study provides theoretical support and technical guidance for the regulation of livestock manure aerobic composting process.

Avaliação da presença de fármacos em lodo de estação de tratamento de esgotos, antes e após processo de biorremediação por compostagem / Evaluation of the presence of drugs in sewage treatment station sludge before and after the bioremediation process by composting

Resumo A presença de fármacos residuais no ambiente é um problema crescente e de abrangência global, com ampla quantidade de pesquisas visando sua quantificação. Porém, seu comportamento e efeitos, tanto no ambiente quanto para o ser humano, ainda não são bem conhecidos. Neste trabalho foram avaliados sete fármacos: Atenolol, Carbamazepina, Clonazepan, Ibuprofeno, Paracetamol, Sinvastatina e Fluoxetina, em amostras de lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgotos do sistema público. A extração dos compostos na matriz foi baseada na sua lixiviação em água e a quantificação analítica foi determinada por um sistema de cromatógrafo líquido de ultra performance, acoplado ao espectrômetro de massas. Os resultados indicam a possível movimentação de alguns fármacos da fase aquosa para a sólida. Observou-se que a compostagem do lodo pode favorecer a biodegradação ou mobilização dos compostos, pois houve redução significativa nas concentrações, quando comparados os valores obtidos antes e após o processo de compostagem. A não detecção de um composto não significa necessariamente que ele tenha sido degradado por microrganismos, entretanto, estudos pretéritos chegaram a resultados semelhantes, o que corrobora para a adequação da proposta metodológica e dos procedimentos adotados, contribuindo para a produção de resultados confiáveis.

Abstract The presence of residual drugs in the environment is a growing global issue, with many studies seeking to quantify it. However, its behavior and effects, both on the environment and on humans are still mostly unknown. In this study, seven drugs were evaluated: Atenolol, Carbamazepine, Clonazepam, Ibuprofen, Paracetamol, Simvastatin, and Fluoxetine, from samples of sludge from a sewage treatment plant of the public system. The extraction of the compounds from the matrix was based on the leaching of the compounds in water and the analytical quantification was determined by an ultra-performance liquid chromatograph system, coupled to the mass spectrometer. The data indicate the possible movement of some drugs from aqueous to solid phase. We observed that the composting of the sludge could favor the biodegradation or mobilization of the compounds since there was a significant reduction in the concentrations, when comparing the values obtained before and after the composting process. The non-detection of a compound does not necessarily mean that it has been fully degraded by microorganisms; however, past studies reached similar results, which corroborates the adequacy of the methodological proposal and the adopted procedures, contributing to the production of reliable results.

Compost de cáscara de naranja: una alternativa de aprovechamiento y ciclaje de materia orgánica en la Región Caribe de Colombia / Orange peel compost: an alternative for organic matter use and cycling in the Caribbean Region of Colombia / Composto de casca de laranja: uma alternativa para uso de matéria orgánica e ciclagem na região caribenha da Colômbia

RESUMEN Las industrias de alimentos generan residuos orgánicos que ejercen presión sobre el ambiente, pero que, seleccionados y procesados, son insumo para acondicionadores de suelos. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar el compost derivado de la descomposición de residuos de la agroindustria de jugo de naranja como alternativa de ciclaje de materia orgánica en clima semiárido. Se recolectó cáscara de naranja, suelo, hojarasca, cascarilla de arroz y gallinaza, con los que se conformó seis tratamientos modificando su porcentaje. Se evaluó color; olor textura, humedad, temperatura, pH, conductividad eléctrica, N, P K, Ca, S, Mg, Na, Carbono y diversidad microbiológica. Los resultados analíticos fueron comparados con la norma técnica colombiana NTC 5167. Se reportó aportes de nutrientes <1%, pH alcalino, CE elevada, baja carga microbiana y presencia de patógenos vegetales en T1, T2, T3 y T5, siendo T6 el que mostró mayor abundancia y diversidad de especies. El producto obtenido en los diferentes tratamientos cumple con los paramentos de pH, CE y humedad, pero cuatro de los seis tratamientos presentaron patógenos que pueden limitar su utilización en labores agricolas siendo necesario monitoreo de la actividad microbiológica en el proceso.

ABSTRACT Food industries generate organic waste that puts pressure on the environment, but selected and processed are inputs for soil conditioners. The objective of this work was to characterize the compost derived from decomposition residues of orange juice agribusiness as an alternative for the use and cycling of organic matter in a semi-arid climate. Orange peel, soil, litter; rice husk, and chicken manure were collected, and six treatments were formed by modifying the percentage of inputs. Color odor texture, humidity temperature, pH, electrical conductivity, N, P, K, Ca, S, Mg, Na, Carbon, and microbiological diversity were evaluated. The results were compared with the Colombian technical standard NTC 5167. The results showed contributions of nutrients <1%, alkaline pH, high EC, low microbial load, and presence of plant pathogens in T1, T2, T3, and T5, being T6 the one that showed the highest abundance and diversity of species. The product obtained in the different treatments complies with the parameters of pH, EC, and humidity. Still, four of the six treatments presented pathogens that can limit their use in agricultural work, so monitoring the microbiological activity in the process is necessary.

RESUMO As indústrias alimentícias geram resíduos orgánicos que pressionam o meio ambiente, mas selecionados e processados são insumos para condicionadores do solo. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o composto derivado de resíduos da decomposição da agroindústria de suco de laranja como alternativa para o aproveitamento e ciclagem da matéria orgánica em um clima semi-árido. Foram coletados casca de laranja, solo, serapilheira, casca de arroz e esterco de galinha, e formados seis tratamentos modificando a porcentagem de insumos. Foram avaliados cor odor textura, umidade, temperatura, pH, condutividade elétrica, N, P, K, Ca, S, Mg, Na, Carbono e diversidade microbiológica. Os resultados foram comparados com o padrão técnico colombiano NTC 5167. Os resultados mostraram contribuições de nutrientes <1%, pH alcalino, CE alto, baixa carga microbiana e presença de fitopatógenos em T1, T2, T3 e T5, sendo T6 o aquele que apresentou a maior abundáncia e diversidade de espécies. O produto obtido nos diferentes tratamentos obedece aos parámetros de pH, CE e umidade. Ainda assim, quatro dos seis tratamentos apresentaram patógenos que podem limitar seu uso na agricultura, sendo necessário o monitoramento da atividade microbiológica no processo.

Aproveitamento de resíduos de pescado na confecção de composto orgânico para produção de mudas de alface / Use of fish waste in the production of organic compounds for lettuce seedling production

RESUMO Há muitos estudos voltados à redução do volume de resíduos provenientes da indústria pesqueira. Esses resíduos são uma importante fonte de matéria-prima em sistemas orgânicos de produção ao serem compostados. O objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros teores totais de nutrientes do composto orgânico confeccionado com resíduos de pescado, comparando-o a outras duas composições, além de utilizá-lo como substrato na produção de mudas de alface (Lactuca sativa). Na avaliação de produção de mudas de alface, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, com seis tratamentos e quatro repetições. Avaliaram-se: quantidade de folhas (QF), comprimento da raiz (CR), massa seca da parte aérea (MSPA) e massa seca da raiz (MSR). Os parâmetros de matéria orgânica (MO), relação C/N e capacidade de troca de cátions (CTC) foram superiores no composto de resíduo de pescado. Para a produção de MSPA, os tratamentos T3 (composto confeccionado com resíduos de pescado) e T2 (composto confeccionado com resíduos agroindustriais da palmeira carnaúba) apresentaram as maiores médias, sendo T2 o que apresentou a maior média para MSR. Para QF, os melhores resultados (p = 0,02) foram obtidos pelo tratamento T6, cujas mudas de alface apresentaram maior QF e CR. Os resultados sugerem viabilidade na produção de mudas de alface utilizando substrato à base de resíduos de pescado.

ABSTRACT There are many studies aimed at reducing the volume of waste from the fishing industry. These residues are an important source of raw material in organic production systems when composted. The objective of this work was to evaluate the parameters of total nutrient contents of the organic compost made with fish residues, comparing it to two other compositions, in addition to using it as substrate in the production of lettuce seedlings (Lactuca sativa). In the evaluation of lettuce seedlings production, a completely randomized design was used, with six treatments and four replications. The following were evaluated: Leaf quantity (QF), root length (CR), Aerial part dry mass (MSPA), and root dry mass (MSR). The parameters of organic matter (OM), C/N ratio and cation exchange capacity (CTC) were higher in the fish residue compound. For the production of MSPA, treatments T3 (compound made with fish residues) and T2 presented the highest averages, being treatment T2 (compound made with agroindustrial residues of the Carnauba palm) presented the highest averages, with T2 presenting the highest mean for MSR. For QF, the best results (p = 0.02) were obtained by T6 treatment, whose lettuce seedlings had a greater number of leaves and root length. The results suggest viability in the production of lettuce seedlings using a substrate based on fish residues.

Análise econômico-financeira do gerenciamento dos resíduos sólidos orgânicos em uma agroindústria de processamento mínimo de hortaliças / Economic and financial analysis of the management of organic solid waste from a small-scale agro-processing industry

RESUMO As atividades agroindustriais geram grandes quantidades de resíduos sólidos orgânicos. Por essa razão, são responsáveis por estabelecer metas e estratégias de gerenciamento de seus resíduos, visando, sempre que possível, à reutilização, à reciclagem e ao tratamento. Realizou-se um estudo de caso em que foi avaliada a viabilidade econômico-financeira de diferentes cenários para o gerenciamento de resíduos sólidos orgânicos provenientes do processamento mínimo de hortaliças em uma agroindústria localizada na cidade de Teresópolis, no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Os cenários que avaliaram os custos com a disposição final dos resíduos sólidos orgânicos em aterros sanitários se apresentaram elevados. Já no cenário que considerou o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos, por meio da técnica de compostagem, observou-se que este foi viável financeiramente e atrativo para investimento, pois apresentou uma rentabilidade na ordem de 19,28% a.a., rentabilidade esta superior às diferentes opções de aplicações financeiras disponíveis no mercado. Com o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos e a comercialização do composto produzido, promove-se a geração de receita para a agroindústria e a destinação ambientalmente correta desses resíduos, pois o tratamento não só reduz os impactos ambientais e o volume de resíduos gerados, mas também permite a reinserção dos nutrientes no ciclo produtivo de novas culturas, gerando renda para a agroindústria. Para o tratamento dos resíduos faz-se necessário um investimento inicial de R$ 385.388,09, e estimou-se que o tempo necessário para a recuperação do capital financeiro foi de curto prazo, com quatro anos e dez meses.

ABSTRACT Agro-industrial activities generate large quantities of organic solid waste. For this reason, they are responsible for establishing goals and strategies for the management of their waste, aiming at reuse, recycling, and treatment whenever possible. This work presents a case study was carried out to evaluate the economic and financial viability of different scenarios for the management of agro-industry residues generated by the minimum processing of vegetables, located in Teresopolis, Rio de Janeiro, Brazil. The scenarios that evaluated the costs of disposal of organic solid waste in landfills were high. On the other hand, in the scenario that considered the treatment of organic solid wastes, through the composting technique, it was observed that it was financially feasible and attractive for investment, since it presented a profitability of 19.28% per year, which is higher than different options available in the market. With the treatment of organic solid waste and the commercialization of the compound produced, the generation of revenue for the agroindustry and the environmentally correct destination of this waste are promoted, since it not only reduces the environmental impacts and the volume of waste generated, but also allows the reinsertion of nutrients into the productive cycle of new crops, generating income for the agroindustry. For the treatment of waste, an initial investment of R$ 385,388.09 is necessary, where it was estimated that the time required to recover financial capital was in the short term, with four years and ten months.

El compostaje, una alternativa para el aprovechamiento de residuos orgánicos en las centrales de abastecimiento / Composting, an alternative for the use of organic residues In the supply centers / Compostagem, uma alternativa para o uso de resíduos orgânicos no suprimento central

Resumen La pérdida de alimentos a lo largo de la cadena de suministro se ha convertido en un tema de gran interés en el mundo, debido a que afecta la seguridad alimentaria de la sociedad. Uno de estos eslabones de la cadena de distribución de alimentos son las centrales de abasto local, donde diariamente se pierden importantes cantidades de alimentos especialmente por carencia de protocolos de poscosecha. El objetivo del presente estudio consistió en analizar la pérdida de alimentos en la central de abastos del municipio de Acacias, Colombia y evaluar el sistema de compostaje como alternativa de gestión ambiental. Se realizó mediante el método de cuarteo la estimación de la cantidad y tipo de residuos desperdiciados, que posteriormente se sometieron al proceso de compostaje donde se evaluó la calidad del producto. En conclusión, los residuos orgánicos son un problema ambiental que requiere de alternativas como el compostaje, que permite reducir la cantidad y aprovechar el contenido nutricional de la fracción orgánica, generando subproductos con alto valor agregado.

Abstract The loss of food along the supply chain has become a topic of great interest in the world, because this affect to the food security of society. One of these stages in the food distribution chain are the local supply centers, where important quantities of food are often lost, especially due to the lack of post-harvest protocols. The objective of this study was to analyze the loss of food in the supply center of the municipalities of Acacias, Colombia and evaluate the composting system as an alternative for environmental management. It was carried out by means of the quartering method the estimation of the quantity and type of residues lost, and subsequently, the composting process, where the quality of the product is evaluated. In conclusion, organic residues is an environmental problem that requires alternatives such as composting, which allows to reduce the amount and take advantage of the nutritional content of organic matter, generating by-products with high added value.

Resumo A perdida de alimentos ao longo da cadeia de fornecimento converteu-se em um tema de grande interesse no mundo, como isto afeta a segurança alimentar da sociedade. Um destes elos da cadeia de distribuição de alimentos são as centrais de abastecimento locais, onde diariamente se perdem importantes quantidades de alimentos especialmente por carência de protocolos de pós-colheita. O objetivo do presente estudo consistiu em analisar a perdida de alimentos na central de abastecimento do município de Acacias, Colômbia e avaliar o sistema de compostagem como alternativa de gerenciamento ambiental. Realizou-se mediante o método de cuarteo a estimativa da quantidade e tipo de resíduos perdidos, que posteriormente se submeteram ao processo de compostagem onde se avaliou a qualidade do produto. Em conclusão, os resíduos orgânicos são um problema ambiental que requer de alternativas como o compostagem, que permite reduzir a quantidade e aproveitar o conteúdo nutricional da fração orgânica, gerando subprodutos com alto valor agregado.

Diversity and abundance of denitrifiers during cow manure composting / Diversidad y abundancia de desnitrificadores durante el compostaje del estiércol de vaca

Diversity and abundance of the denitrifying genes nirK, nirS and nosZ were investigated in cow manure compost using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) and real-time quantitative PCR (qPCR), respectively. These three genes were detected in all the stages of the composting process. Phylogenetic analysis showed that the nirK gene was closely related to Rhizobiales, Burkholderiales, the nirS gene was closely related to Pseudomonadales and Burkholderiales, and the nosZ gene was closely related to Rhodospirillales, Rhizobiales, Pseudomonadales, and Alteromonadales. qPCR results showed that the abundance of these three genes (nirK, nirS and nosZ) reached the peak value in the late thermophilic stage of composting and abundance of the nirK gene was higher than that of the nosZ gene and the nirS gene. Redundancy analysis (RDA) showed that the diversity of the nirK and nirS genes was significantly correlated with ammonium (p < 0.05), the diversity of the nosZ gene was significantly correlated with pH (p < 0.05) and the abundance of the nirK nirS and nosZ genes was significantly correlated with temperature (p< 0.05).

La diversidad y la abundancia de los genes desnitrificadores nirK, nirS, nosZ en el compost de estiércol de vaca se investigaron por medio de la reacción en cadena de la polimerasa seguida de electroforesis en gel con gradiente de desnaturalización (PCR-DGGE) y por PCR cuantitativa (qPCR) en tiempo real, respectivamente. Estos 3 genes fueron detectados durante todas las fases del compostaje. El análisis filogenético mostró estrecha relación del gen nirK con Rhizobiales y Burkholderiales, del gen nirS con Pseudomonadales y Burkholderiales y del gen nosZ con Rhodospirillales, Rhizobiales, Pseudomonadales y Alteromonadales. Los resultados de la qPCR mostraron que la abundancia de los genes nirK, nirSy nosZ alcanzó el valor máximo en la fase termofílica tardía del compostaje, y que la abundancia del gen nirK era más elevada que los de los genes nosZ y nirS. El análisis de redundancia (RDA) mostró que la diversidad de los genes nirK y nirS estaba significativamente correlacionada con la concentración de amonio (p<0,05), mientras que la del gen nosZ estaba significativamente correlacionada con el pH (p<0,05). También mostró que la abundancia de los genes nirK, nirS y nosZ estaba significativamente correlacionada con la temperatura (p<0,05).

Estudo da biodegradação de carcaças de aves por meio do processo de compostagem em biodigestores fechados descontínuos / Study of poultry carcass biodegradation through the Composting process in closed discontinuous digesters

RESUMO O estudo da biodegradação de carcaças de aves por meio da compostagem em biodigestores fechados descontínuos possibilitou a avaliação da compostagem como forma alternativa para o tratamento dos resíduos sólidos gerados nas granjas. O estudo iniciou com a caracterização dos resíduos que seriam usados no processo e transcorreu por meio das análises e do monitoramento dos parâmetros identificados para avaliar o processo de compostagem dentro do biodigestor. A compostagem se mostrou satisfatória ao final do processo, sendo que todas as carcaças foram totalmente degradadas e não apresentaram riscos ambientais.

ABSTRACT The study on poultry carcasses' biodegradation through composting in closed discontinuous digesters enabled the evaluation of composting as an alternative for the treatment of solid waste generated on farms. The study began with the characterization of the waste that would be used in the process and went through the analysis and monitoring of the identified parameters to evaluate the composting process inside the digester. The composting was found satisfactory at the end of the process, and all carcasses were totally degraded and did not present any environmental risks.

Representatividade da amostragem com emprego do trier na caracterização de leiras de compostagem de resíduos sólidos urbanos com base na Teoria da Amostragem de Pierre Gy / Sampling representativeness using trier in characterizing composting windrows of solid urban waste based on Pierre Gy's Sampling Theory

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do amostrador trier (NBR 10007/2004) na representatividade das propriedades de leiras de compostagem confeccionadas com resíduos sólidos urbanos, no início da degradação dos resíduos (8 dias) e no composto orgânico pronto (120 dias), utilizando como referência um método adaptado à compostagem a partir da Teoria da Amostragem de materiais heterogêneos. A compostagem foi conduzida em sistema de leiras revolvidas, e cada unidade contou com aproximadamente 30 toneladas de resíduos. O método do trier mostrou-se adequado para a caracterização do composto (120 dias), pois não apresentou diferenças significativas em relação ao método de referência na estimativa dos teores de matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e potássio. Além disso, o revolvimento da leira antes da amostragem tem potencial para melhorar a representatividade do teor de água e do pH. Por outro lado, o amostrador trier mostrou-se limitado na amostragem de leiras em estágio inicial de compostagem, quando empregados resíduos com acentuada diferença de forma, tamanho e conteúdo de água das partículas. Embora reduza em menor magnitude os erros intrínsecos ao processo de amostragem, o método do trier é mais simples de ser conduzido e não demanda mecanização, espaço físico ou recursos humanos adicionais.

ABSTRACT This study was performed to assess the trier sampler performance (NBR 10007/2004) in representing the properties of windrows composting built with urban solid waste. It was evaluated in the beginning (8 days) and in the end of the composting process (120 days), using as a reference the Pierre Gy's Sampling Theory for heterogeneous materials. Composting windrows were built of 30 tons and carried out in turned windrow system. We found the trier method appropriate for characterizing mature compost (120 days) because it was similar to the reference method in estimating organic matter content, nitrogen, phosphorus and potassium. Besides, turning windrow before sampling might improve the representativeness of water content and pH. In contrast, more heterogeneous particles (shape, size, water content) may have influenced the trier's performance at the beginning of waste degradation and consequently the sample's accuracy. Although trier method is less efficient to reduce sampling errors than the method based on Sampling Theory, the former is simpler and does not need mechanization, extra space or additional human resources.

In situ analysis of a composting plant located in São Paulo city: fungal ecology in different composting phases

The National Plan for Solid Waste has set out to reduce by 25% the amount of organic waste disposed of in landfills, mostly food residues from street fairs, besides determining the implementation of municipal composting plants, and it also mentions improving the capacity of plants already installed. The purpose of the study was to analyze which decomposing fungi are involved in the different composting phases, in a plant located in the city of São Paulo. Data was collected in four composting seasons from 2016 to 2017 and the analysis of 49 samples showed twelve genera belonging to the Ascomycetes and Zygomycetes phyla, but only at the mesophilic phase. In all seasons, yeasts and Aspergillus fumigatus were predominant with a total count of 1.0 x 109 cfu g-1 and 7.4 x 108 cfu g-1, respectively. These fungi can be applied in future studies of biostimulation to optimize the cycle at the municipal plant.

Bacillus subtilis with endocellulase and exocellulase activities isolated in the thermophilic phase from composting with coffee residues / Bacillus subtilis con actividades de endocelulasa y exocelulasa aislado en la fase termofílica del compostaje con residuos de café

The goal of this study was to isolate, select and characterize bacteria with cellulolytic activity from two different coffee residue composting piles, one of which had an internal temperature of 57 -#9702;C and pH 5.5 and the other, a temperature of 61 -#9702;C, and pH 9.3. Culture media were manipulated with carboxymethylcellulose and crystalline cellulose as sole carbon sources. The enzyme activity was assessed by hydrolysis halo formation, reducing sugar production and zymograms. Three out of twenty isolated strains showed higher enzymatic activity and were identified as Bacillus subtilis according to their morphological, physiological, biochemical characteristics and based on the sequence analysis of 16S rDNA regions. The enzymatic extracts of the three selected strains showed exocellulase and endocellulase maximum activity of 0.254 and 0.519 U/ml, respectively; the activity of these enzymes was maintained even in acid pH (4.8) and basic (9.3) and at temperatures of up to 60°C. The enzymatic activities observed in this study are within the highest reported for cellulose produced by bacteria of the genus Bacillus. Endocellulase activity was shown in the zymograms from 24 h until 144 h of incubation. Furthermore, the pH effect on the endocellulase activity is reported for the first time by zymograms. The findings in this study entail the possibility to use these enzymes in the procurement of fermentable substrates for the production of energy from the large amount of residues generated by the coffee agroindustry.

El objetivo de este estudio fue aislar, seleccionary caracterizar bacterias con actividad celulolítica a partir de 2 diferentes pilas de compostaje de residuos de café, una con temperatura interna de 57°C y pH 5,5; la otra con temperatura interna de 61 °C y pH 9,3. Se utilizaron medios de cultivo con carboximetilcelulosa y celulosa cristalina como únicas fuentes de carbono. La actividad enzimàtica fue evaluada por formación de halos de hidrólisis, producción de azúcares reductores y zimogramas. De 20 cepas aisladas, 3 presentaron mayor actividad enzimàtica y fueron identificadas como Bacillus subtilis sobre la base de sus características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas y del análisis de las secuencias de la región 16S del ADNr. Los extractos enzimáticos de las 3 cepas seleccionadas presentaron actividad de exocelulasa y de endocelulasa, con máximos de 0,254 y 0,519 U/ml, respectivamente; la actividad de estas enzimas se mantuvo incluso a pH ácido (4,8) o básico (9,3) y a temperaturas de hasta 60 °C. Las actividades enzimáticas halladas en este estudio se ubican dentro de las más altas reportadas para celulasas producidas por bacterias del género Bacillus. En los zimogramas se demostró actividad de endocelulasa desde las 24h hasta las 144h de incubación. Asimismo, se reporta por primera vez el efecto del pH sobre la actividad de endocelulasa observado por zimogramas. Los resultados de este estudio abren la posibilidad de hacer uso de estas enzimas en la obtención de sustratos fermentables para la producción de energía a partir de los residuos generados en grandes cantidades por la agroindustria del café.

Electron Transfer Capacities of Dissolved Organic Matter Derived from Swine Manure Based on Eletrochemical Method / 分析化学

Dissolved organic matter (DOM) is the most active fraction of compost organic matter. The presence of the redox-active functional groups in DOM allows it to act an electron shuttle to promote the electron transfer between microorganisms and terminal electron acceptors. In this study, the electron transfer capacities (ETCs) of compost DOM samples at eight different composting stages were determined by electrochemical method. The 2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) and Diquat dibro-mide monohydrate (DQ) were used to measured electron donating capacity (EDC) and electron accepting capacity(EAC) with working voltage 0.61 V/-0.49 V,respective. The evolution characteristics of the chemical structures and components were analyzed by combining the three-dimensional fluorescence spectra,fourier transform infrared (FTIR) spectra and elemental analysis. The results showed that the electron donating capacity(EDC) of DOMincreased from 16.850 μmol e-/(g C) to 22.077 μmol e-/(g C), The corresponding electron accepting capacity (EAC) decreased from 1.866 μmol e-/(g C)to 1.779 μmol e-/(g C). The results of three-dimensional fluorescence spectroscopy show that the relative contents of humuc-likeand protein-like components gradually increased and decreased, respectively, during the composting process. The humuc-like components were the main contributor for the ETC of DOM. FTIR spectra shows that there was no significant change in the hydroxyl and carboxyl group contentsof DOM during composting, suggesting no contribution of these function groups to the ETC of DOM. The elemental analysis showed that the content of oxygen in the DOM increased during the composting process, while the sulfur-containing group may be dominated contributor forits ETC.

Fractionation of phosphorus in soils amended with poultry manure co-composted with sugarcane and cabbage wastes / Fracionamento de fósforo em solos corrigidos com esterco de aves co-compostado com resíduos de cana de açúcar e repolho

Organic waste recycling is a viable option for reducing energy usage, volume of landfills, air and water pollution, greenhouse gas emissions and preserving natural resources for future use. Composting is an easy and natural bio-degradation process that converts organic wastes into available nutrients for plants. We studied the changes in phosphorus (P) fractions in soils amended with poultry manure co-composted with sugarcane and cabbage wastes. The compost was applied to sandy clay and silt loam soils at 10 and 20 t ha-1. Soils were then incubated at room temperature for 8 weeks when mineralization was expected and analyzed for extractable P fractions. The P fractions in the soils varied in the order HCl-P (Ca+Mg-bound) > H2O-P (water soluble) > NaHCO3-P (readily plant-available P) > NaOH-P (Fe+Albound) and the fractions increased significantly as compost application rates increased and decreased as the amount of sugarcane and cabbage wastes in the compost increased. Phosphorus was less concentrated in the compost containing CW than that containing SW and was higher in sandy clay than silty loam soil. The overall results showed that composting reduced the bio-availability of P from poultry litter and would be beneficial for optimizing P fertility in soil and minimizing losses to the environment.

A reciclagem de resíduos orgânicos é uma opção viável para reduzir o uso de energia, o volume de aterros sanitários, a poluição do ar e da água, as emissões de gases de efeito estufa e a preservação dos recursos naturais para uso futuro. A compostagem é um processo fácil e natural de biodegradação que converte resíduos orgânicos em nutrientes disponíveis para plantas. Estudamos as alterações nas frações de fósforo (P) em solos alterados com esterco de aves de capoeira co-compostada com resíduos de cana de açúcar e repolho. O composto foi aplicado em solos arenosos, argilosos e limosos com 10 e 20 t ha-1. Os solos foram então incubados à temperatura ambiente durante 8 semanas quando a mineralização era esperada e analisada para as frações de P extraíveis. As frações de P nos solos variaram na ordem HCl- P (Ca + Mg-bound) > H2O-P (solúvel em água) > NaHCO3-P ( P prontamente disponível para a planta) > NaOH-P (Fe + Al-bound) e as frações aumentaram significativamente à medida que as taxas de aplicação de composto aumentaram e diminuíram à medida que aumentou a quantidade de resíduos de cana de açúcar e de repolho na compostagem. O fósforo estava menos concentrado no composto contendo CW do que o que continha SW e era mais alto em argila arenosa do que o solo limoso. Os resultados globais mostraram que a compostagem reduziu a biodisponibilidade do P vindo do lixo de aves de capoeira e seria benéfica para otimizar a fertilidade do P no solo e minimizar as perdas para o meio ambiente.

Freshwater quality of a stream in agricultural area where organic compost from animal and vegetable wastes is used / Qualidade da água de um córrego em área agrícola onde é usado composto orgânico de resíduos animais e vegetais

ABSTRACT Organic compost from biomass residues constitutes a viable alternative for partial or total replacement of mineral fertilizers for growing vegetables. This study evaluated the effects of compost on the water quality of a stream used mainly for irrigation of agricultural crops cultivated in nearby soil that has been treated with organic compost produced by carcasses, animal and vegetable waste for the last ten years. We sampled water biannually for two years, 2013 and 2014, from five locations along the stream. Physical variables and some chemical variables were analyzed. We also analyzed the total number of coliforms (Escherichia coli). Bacterial populations were compared by carbon substrate consumption. Total phosphorus contents in the samples from 2014 exceeded 0.1 mg L-1. The concentrations of other chemical species analyzed and the results for the physical variables were in accordance with the expected values compared with national and international water quality standards. The environment showed differential carbon source consumption and a high diversity of microorganisms, but our results did not show any evidence that the applied compost is changing the microbial population or its metabolic activity. This study shows that the use of the organic compost in agricultural areas seen does not negatively influence the quality of surface water in the study area. These results are important because the process of composting animal and vegetable waste and the use of compost obtained can be an alternative sustainable for adequate destination of these wastes.

RESUMO Composto orgânico produzido a partir de biomassa residual constitui uma alternativa viável para a substituição parcial ou total de fertilizantes minerais no cultivo de hortaliças. Neste estudo foram avaliados os efeitos do composto, sobre a qualidade da água de um córrego, usado principalmente para a irrigação de culturas agrícolas cultivadas em solo nas proximidades, tratado nos últimos dez anos com composto orgânico produzido a partir de carcaças, resíduos animais e vegetais. Amostras de água foram coletadas semestralmente, em 2013 e 2014, em cinco pontos ao longo do córrego. Foram analisadas variáveis físicas, algumas variáveis químicas e o número total de coliformes (Escherichia coli). As populações bacterianas foram comparadas pelo consumo de substratos de carbono. Os teores de fósforo total nas amostras de 2014 ultrapassaram 0,1 mg L-1. As concentrações das demais espécies químicas analisadas e os resultados para as variáveis fisicas ficaram de acordo com valores estabelecidos em normas nacionais e internacionais de qualidade de água. O ambiente mostrou consumo diferencial de fontes de carbono e grande diversidade de micro-organismos, mas os resultados não mostraram qualquer evidência de que o composto aplicado seja o fator responsável pela alteração da população microbiana ou sua atividade metabólica. Este estudo mostra que o uso do composto orgânico em áreas agrícolas parece não influenciar negativamente a qualidade da água superficial na área estudada. Estes resultados são importantes porque o processo de compostagem de resíduos animais e vegetais e o uso do composto obtido podem ser uma alternativa sustentável para o destino adequado desses resíduos.

Avaliação de novas práticas de compostagem em pequena escala com aproveitamento energético / Evaluation of new composting practices in small-scale with energy recovery

RESUMO: Foram avaliados neste estudo novos sistemas de compostagem de mínimo impacto ambiental para o tratamento in loco de resíduos orgânicos. Dois tipos de composteiras e quatro formas de manejo foram testados. Focaram-se ainda duas composições de resíduos sólidos orgânicos com relação ao aproveitamento energético por aquecimento de água. Os resíduos mantiveram temperaturas termofílicas por mais de 20 dias, apresentaram produção desprezível de metano e não geraram chorume em condições de aeração passiva. Como aspectos de maior influência, podem ser considerados: a suspensão das composteiras sobre pallets, a composição dos resíduos, as condições de contorno das composteiras e o manejo adotado. No teste de recuperação energética, temperaturas de até 51ºC foram alcançadas após 24 horas de circulação de água no sistema, sugerindo que o processo pode ser uma fonte potencial de economia de energia. O modelo de compostagem proposto é ambientalmente adequado, porque minimiza emissões e geração de lixiviado se comparado a aterros sanitários e plantas de compostagem industrial, sendo indicado para cozinhas industriais, condomínios, shopping centers e outros geradores em pequena e média escalas.

ABSTRACT: This study comprehends the research of new composting systems for the organic solid waste treatment with low environmental impact. Two types of composting, four types of management and its economic feasibility were tested, as well as two compositions of organic solid waste focused at energy recovery by heating water. The composting maintained the thermophilic process for more than 20 days, showed a non-significant CH4 emission, maintained aerobic conditions by passive aeration, without leachate generation. The aspects with increase influence were: suspension of composters on pallets, waste composition, condition of composters, and adopted management. The test of energetic recovery showed that the water reached temperatures up to 51ºC after 24 hours of recirculation, demonstrating that this process can be a potential energy source. The proposed composting model is environmental feasible, because it minimizes gas emission and leachate generation compared to the landfill or industrial composting plants. Therefore, it is suggested to be used in industrial kitchens, condos, shopping malls, and other small and medium generators.

Modelo de aprovechamiento sustentable de residuos sólidos orgánicos en Cundinamarca, Colombia / Model of sustainable utilization of organic solids waste in Cundinamarca, Colombia

Resumen Introducción: Este artículo considera una propuesta de un modelo de aprovechamiento de residuos sólidos orgánicos para el departamento de Cundinamarca, el cual responde a la necesidad de una herramienta que apoye en la toma de decisiones para la planificación y gestión de los residuos sólidos orgánicos. Objetivo: Realizar una aproximación de un modelo de optimización conceptual, técnico y matemático para el apoyo en la toma de decisiones con el fin de minimizar impactos ambientales. Materiales y métodos: El tipo de investigación aplicada en este trabajo se considera descriptiva, dado que se presentan algunas características fundamentales del fenómeno homogéneo estudiado y se considera adicionalmente cuasi experimental. El cálculo del modelo para plantas del departamento está basado en tres ejes (ambiental, económico y social), presentes en la ecuación general de optimización. Resultados: Se obtiene un modelo de aprovechamiento de residuos sólidos orgánicos en las técnicas de tratamiento biológico de compostaje aeróbico y lombricultivo, optimizando el sistema con el ahorro de emisiones de gases efecto invernadero emitidos a la atmósfera, y en la reducción total del costo de disposición final de residuos sólidos orgánicos en relleno sanitario. Basándose en el principio económico de utilidad que determina la viabilidad ambiental y sostenibilidad en las plantas de aprovechamiento de residuos sólidos orgánicos para el departamento, los abonos orgánicos como el compost y humus capturan carbono e nitrógeno que reducen las toneladas de CO2.

Abstract Introduction: This article considers a proposal of a model of use of organic solids waste for the department of Cundinamarca, which responds to the need for a tool to support decision-making for the planning and management of organic solids waste. Objective: To perform an approximation of a conceptual technical and mathematician optimization model to support decision-making in order to minimize environmental impacts. Materials and methods: A descriptive study was applied due to the fact that some fundamental characteristics of the studied homogeneous phenomenon are presented and it is also considered to be quasi experimental. The calculation of the model for plants of the department is based on three axes (environmental, economic and social), that are present in the general equation of optimization. Results: A model of harnessing organic solids waste in the techniques of biological treatment of composting aerobic and worm cultivation is obtained, optimizing the system with the emissions savings of greenhouse gases spread into the atmosphere, and in the reduction of the overall cost of final disposal of organic solids waste in sanitary landfill. Based on the economic principle of utility that determines the environmental feasibility and sustainability in the plants of harnessing organic solids waste to the department, organic fertilizers such as compost and humus capture carbon and nitrogen that reduce the tons of CO2.

Mineralization and efficiency index of nitrogen in cattle manure fertilizers on the soil / Mineralização e índice de eficiência do nitrogênio de fertilizantes de esterco bovino no solo

ABSTRACT: This research aimed to evaluate the mineralization of nitrogen (N) and to define the efficiency index (EI) of N after the addition of organic fertilizers based on cattle manure on the soil under laboratory conditions. A completely randomized statistical design with four replicates was used. The treatments were set as follows: T1) Soil (control); T2) Soil + vermicompost of cattle manure (CMV); T3) Soil + cattle manure and straw compost (CMS); and T4) Soil + cattle manure (CM). Experimental units were constituted by acrylic flasks with 5 x 5cm (height x diameter). Each flask was added with 135g of wet soil and 2.20, 2.45 and 2.27g of CMV, CMS and CM, respectively. Treatments were incubated at 25°C and the amount of mineral N from the soil (N-NH4+ and N-NO2- + N-NO3-) was determined at the beginning of the experiment and after 7, 14, 28, 56 and 112 days of incubation. The highest concentration of N-NO2- + N-NO3- in the soil were observed within the CMS treatment. The EI of N was of 27, 23 and 22% for CMS, CMV and CM, respectively. The mineralization of N from organic fertilizers based on cattle manure occurs on its vast majority within the first 28 days after its addition to the soil. The EI of N from the organic fertilizers based of cattle manure was higher for CMS>CMV>CM and achieved only 80% of what expected for organic fertilizers derived from cattle manure.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar em condição de laboratório a mineralização do nitrogênio (N) e determinar o índice de eficiência (EI) do N após adição de fertilizantes orgânicos a base de esterco bovino no solo. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os tratamentos avaliados foram: T1) Solo (testemunha); T2) Solo + vermicomposto de esterco bovino (CMV); T3) Solo + composto de palha e esterco bovino (CMS); e T4) Solo + esterco bovino (CM). As unidades experimentais foram frascos de acrílico com 5cm de altura e 5cm de diâmetro. Em cada frasco, foram adicionados 135g de solo úmido e 2,20, 2,45 e 2,27g de CMV, CMS e CM, respectivamente. Os tratamentos foram acondicionados em incubadora a 25°C e os teores de N mineral do solo (N-NH4+ e N-NO2- + N-NO3-) foram determinados na data de instalação, aos 7, 14, 28, 56 e 112 dias de incubação. Os maiores teores de N-NO2- + N-NO3- no solo foram observados no tratamento CMS. O EI do N foi de 27, 23 e 22% para CMS, CM e CMV, respectivamente. A mineralização do N dos fertilizantes orgânicos a base do esterco bovino ocorre em sua grande maioria nos primeiros 28 dias após sua adição ao solo. O EI do N dos fertilizantes orgânicos a base de esterco bovino foi maior para CMS>CMV>CM e atingem apenas 80% do esperado para fertilizantes orgânicos oriundos de esterco bovino.

Avaliação ambiental de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos precedidos ou não por unidades de compostagem / Environmental assessment of municipal solid waste landfill preceded or not by composting plants

RESUMONeste estudo de caso, comparou-se o potencial impacto ambiental gerado por dois cenários representativos de duas formas diferentes de gerenciamento de resíduos domésticos: o primeiro com central de triagem e aterro sanitário, e o segundo com central de triagem, compostagem e aterro sanitário. A análise dos dados baseou-se nas fases de estudo de uma Análise do Ciclo de Vida: definição de objetivo e escopo, análise de inventário, avaliação dos potenciais impactos ambientais, interpretação dos resultados e avaliação crítica. Foram elaborados fluxogramas dos processos produtivos, delimitadas as fronteiras dos sistemas e elaborados os diagramas de blocos e as planilhas de aspectos e impactos ambientais. No inventário efetuado, percebe-se que os dados são favoráveis ao Cenário 2 (aterro sanitário precedido de compostagem) com relação à geração de resíduos e de emissões atmosféricas. No Levantamento dos Aspectos e Impactos Ambientais (LAIA) do Cenário 1 (com triagem de recicláveis secos, em que todos os rejeitos são encaminhados para o aterro sanitário), verificou-se que 22,2% dos aspectos e impactos ambientais foram avaliados como significativos (ou seja, classificados como "intoleráveis" ou "sérios"). No LAIA do Cenário 2, o resultado foi de 17,6% do total avaliado, cujos dados também são favoráveis a este Cenário. Em ambos os cenários, o aspecto significativo mais relevante foi relacionado às emissões atmosféricas geradas, identificadas nos processos de coleta e transporte de resíduos e de disposição final dos rejeitos.

ABSTRACTThe present paper compared the potential environmental impact generated by two representative scenarios in two different ways of managing household waste: the first one considering a central sorting and sanitary landfill, and the second one considering a central sorting, composting and sanitary landfill. Data analysis was based on the phases of a Life Cycle Analysis: goal and scope definition, inventory analysis, evaluation of potential environmental impacts, interpretation of results and critical evaluation. Flowchart of processes was developed, boundaries of systems were defined, and it was elaborated block diagrams and spreadsheets of the environmental aspects and impacts. It was noticed in the inventory that the data are in favor of Scenario 2 (composting before sanitary landfill) regarding waste generation and atmospheric emissions. The assessment of Environmental Aspects and Impacts (AEAI) of Scenario 1 (sorting of recyclables, in which all waste is sent to landfill) showed that 22.2% of environmental aspects and impacts were assessed as significant (i.e. ranked as "unacceptable" or "serious"). The result of AEAI from Scenario 2 was 17.6% of total assessed, which data is also favorable to this Scenario. In both scenarios, the more relevant significant aspect was related to atmospheric emissions identified in the processes of collection and transportation of waste, and final disposition of rejects.