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

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

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

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

Análise da cobertura de abastecimento e da qualidade da água distribuída em diferentes regiões do Brasil no ano de 2019 / Analysis of the coverage of supply and of the water quality distributed in different regions of Brazil in 2019

Resumo Tendo em vista que a universalização dos serviços de saneamento é uma das metas do Plano Nacional de Saneamento Básico (PLANSAB) e um dos objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS), esta pesquisa objetivou-se avaliar a cobertura do abastecimento e a qualidade da água distribuída no Brasil em 2019. Foram utilizados os dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) e do Sistema de Informação de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano (Sisagua). Verificou-se que 82% da população foi atendida por serviços de água, sendo este percentual ainda menor considerando apenas a região Norte (58%) e Nordeste (74%). A maioria da população é atendida por Sistemas de Abastecimento de Água (SAA); entretanto, na região Norte, 6,6% da população é atendida por SAA e 7,2% por Solução Alternativa Coletiva (SAC) sem tratamentos. Para o parâmetro Coliformes totais, 21,9% das amostras de SAC da região Norte estavam fora do padrão de potabilidade, enquanto para o residual de agente desinfetante, 40,6% de SAA da região Nordeste encontravam-se fora do padrão, sendo que deste total 19% das amostras apresentavam concentração do agente desinfetante acima de 5,0 mg/L e 81% das amostras apresentavam concentrações menores que 0,2 mg/L. Conclui-se que parte da população pode estar vulnerável aos riscos relacionados à qualidade da água.

Abstract Bearing in mind that universal access to sanitation services is one of the objectives of the Brazilian Plan for Basic Sanitation and one of the sustainable development goals (SDG), this research sought to evaluate the coverage of supply and of the quality of water distributed in Brazil in 2019. Data from the National Sanitation Information System (SNIS) and Water Quality for Human Consumption Surveillance Information System (Sisagua) databases were evaluated. It was found that 82% of the population has access to Water Supply Systems (WSS), this percentage only being lower in the North (58%) and Northeast (74%) regions. Most of the population is served by WSS; however, in the North region, 6.6% of the population is served by WSS and 7.2% by Collective Alternative Solution (CAS) without treatment. For the Total Coliforms parameter, 21.9% of CAS samples from the North region were outside the potability standard, while for the residual disinfectant agent, 40.6% of WSS from the Northeast region was outside this standard (with 19% of the samples having a concentration of the disinfectant agent above 5.0 mg/L, and 81% of the samples presenting concentration lower than 0.2 mg/L. The conclusion drawn is that part of the population may be vulnerable to water quality-related risks.

Remoção de herbicida atrazina por meio de filtros de carvão ativado granular associados com microrganismos no tratamento de água para abastecimento / Removal of atrazine herbicide through granular activated carbon filters associated with microorganisms in drinking water treatment

RESUMO A atrazina é um herbicida sintético comumente utilizado no controle de ervas gramíneas daninhas e folhagens em lavouras, e é um dos principais contaminantes dos solos e dos ecossistemas aquáticos. Muitos métodos têm sido sugeridos para remover herbicidas da água potável. Contudo, esses métodos são custosos, muitos têm problemas de desempenho, produzem diversos subprodutos intermediários tóxicos, prejudiciais e perigosos. Entretanto, a atrazina é susceptível à degradação por microrganismos presentes na água, no sedimento e no esgoto. Considerando esses aspectos, o objetivo principal do estudo foi investigar a biodegradação e a filtração por meio de filtros de carvão com atividade biológica (CAB) para remoção da atrazina, e sua identificação filogenética associada a esses microrganismos. Os resultados demonstraram que a atrazina foi degradada por microrganismos presentes no biofilme, com remoção superior a 89% nos filtros CAB. Os microrganismos encontrados integram-se ao grupo das bactérias, composto dos gêneros Acinetobacter,Bacillus, Exiguobacterium e Pseudomonas. Este estudo nos permite inferir sobre a capacidade de biodegradação da atrazina por bactérias presentes nos filtros CAB, a capacidade de remover herbicidas por meio desse sistema de filtros e a possível utilização dessa tecnologia como alternativa para o controle e a remoção dessa substância no tratamento de água.

ABSTRACT Atrazine is a synthetic herbicide commonly used to control weeds and foliage in crops, and is a major contaminants of soil and water ecosystems. Many methods have been suggested to remove herbicides from drinking water. However, these methods are very costly, many have performance problems, produce a lot of toxic intermediates which are very harmful and dangerous. However, atrazine is susceptible to degradation by microorganism present in water, sediment, and sewage effluents. Considering these aspects, the main objective of the study was to investigate the biodegradation and filtration for using biological activated carbon (BAC) filters to remove atrazine, and their phylogenetic identification associated with these microorganisms. The results showed that atrazine was biodegraded by microorganism present in the biofilm, with removal over 80% in BAC filters. The microorganisms found integrate to the group of bacteria, composed by the genera Acinetobacter, Bacillus, Exiguobacterium, and Pseudomonas. This study allows us to infer the ability to biodegrade atrazine by bacteria present in BAC filters and capacity to remove herbicides by BAC filters, and the possible use of this technology as an alternative for the control and removal of this substance in water treatment.

Ensaios toxicológicos aplicados à análise de águas contaminadas por fármacos / Toxicological tests applied to the analysis of water contaminated by drugs

RESUMO Fármacos de diversas classes têm sido detectados no ambiente aquático nos últimos anos. A presença desses compostos químicos deve-se, sobretudo, ao lançamento de esgoto in natura ou à remoção incompleta durante as etapas do tratamento de esgoto. Embora tais materiais sejam detectados em baixas concentrações (ng.L-1 - µg.L-1), os impactos de alguns fármacos à biota aquática já são conhecidos, sendo os efeitos na saúde humana, especialmente aqueles relacionados à exposição crônica, ainda pouco conhecidos e/ou controversos. Ensaios biológicos são ferramentas valiosas para avaliar a toxicidade de fármacos aos organismos expostos, e a sua adoção conjunta aos ensaios de tratabilidade da água e efluentes permitiria preencher lacunas de conhecimento e a construção de consenso na literatura científica sobre os seus efeitos toxicológicos. Pelo exposto, este artigo de revisão apresenta uma visão geral da ocorrência de fármacos em amostras ambientais do país e a toxicidade observada por meio de diferentes ensaios biológicos.

ABSTRACT Drugs of several classes have been detected in the aquatic environment in recent years. The presence of these chemicals is mainly due to the discharge of raw sewage or to their incomplete removal in sewage treatment plants. Although they have been detected at low concentrations (ng.L-1 - µg.L-1), the effects of pharmaceutical compounds on the aquatic biota are already acknowledged, being the effects on human health, especially those related to chronic exposure, still unknown and/or controversial. Biological assays are valuable tools for assessing drug toxicity to exposed organisms and their joint adoption in water and effluent treatability trials would fill up knowledge gaps and build consensus in the scientific literature on their toxicological effects. This review paper presents an overview of the occurrence of drugs in several Brazilian environmental samples and compiles the toxicity observed by means of different biological assays.

Índice fuzzy de qualidade de água para ambiente lótico - IQAFAL / IQA FAL - Fuzzy water quality index for lotic environments

RESUMO A divulgação de informações sobre qualidade das águas para um público não especialista é fundamental para subsidiar ações políticas e institucionais de gestão dos ambientes aquáticos. Para tanto, índices de qualidade de água têm sido propostos por serem capazes de sintetizar em um único valor ou categoria a informação, normalmente descrita a partir de um conjunto extenso de variáveis de qualidade de água. Este trabalho propõe um novo índice de qualidade de água, IQAFAL, baseado em lógica nebulosa, direcionado para o ambiente lótico, desenvolvido com a colaboração do quadro de especialistas da área de qualidade de água do Instituto Estadual do Ambiente (INEA). O índice proposto foi aplicado a dados de qualidade de água do Rio Paraíba do Sul, obtidos pelo INEA, nos anos de 2002 a 2009. Os resultados do IQAFAL mostraram que esse índice foi capaz de descrever a qualidade da água desse trecho do Rio Paraíba do Sul, correspondendo satisfatoriamente às avaliações de qualidade de água contidas nos relatórios disponíveis. Verificou-se também que com essa metodologia foi possível evitar que a influência de uma variável em condições críticas fosse atenuada pela influência das outras variáveis em condições favoráveis, produzindo um resultado impreciso no índice final.

ABSTRACT The dissemination of information on water quality for a non-specialist audience is essential to support political and institutional actions for the management of aquatic environments. Therefore, water quality indices have been proposed since they are able to synthesize into a single value or category information, usually described from an extensive set of water quality variables. This research proposes a new water quality index, based on fuzzy logic, aimed at lotic environments, developed through the collaboration of experts in water quality of the Rio de Janeiro Environmental Agency (Instituto Estadual do Ambiente - INEA). The proposed index was applied to water quality data from the Paraíba do Sul River, obtained by INEA, in the years 2002 to 2009. The results of IQAFAL showed that the index was able to synthesize the water quality of this stretch of the Paraíba do Sul, satisfactorily matching the assessments of the water quality assessments contained in the reports available. It was also noticed that with this methodology it was possible to avoid the attenuation of the influence of a variable in critical condition was attenuated by the influence of other variables in favorable conditions, producing an inaccurate result in the final index.

Citral chemotype of the Lippia alba essential oil as an additive in simulated transport with different loading densities of tambaqui juveniles / Óleo essencial de Lippia alba quimiotipo citral como aditivo em transporte simulado de juvenis de Tambaqui com diferentes densidades

ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate the efficacy of the citral chemotype of Lippia alba essential oil (EOLA) as an additive in a simulated transport with different loading densities of tambaqui (Colossoma macropomum) juveniles. Simulated transport of tambaqui juveniles at three loading densities (30, 60 and 90 fish/L) was carried out either with only water (WC) or 20 μL.L-1 EOLA. Dissolved oxygen levels, pH, conductivity and temperature of the water were measured at the beginning and end of the simulated transport. Treatment with EOLA did not change survival or dissolved oxygen levels at the end of simulation. The pH of the water at the end of simulation with EOLA was lower than in that of WC but did not change with loading density. Water conductivity increased with loading density; however, it was lower in the groups with EOLA. The addition of EOLA can be useful in long-term transportation at high loading densities, but further studies related to tambaqui physiology are required.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia do óleo essencial de Lippia alba quimiotipo citral (EOLA) como aditivo em transporte simulado com diferentes densidades de carga de juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum). O transporte simulado de juvenis de tambaqui em três densidades de carga (30, 60 e 90 peixes / L) foi realizado apenas com água (WC) ou 20 μL.L-1 EOLA. Níveis de oxigênio dissolvido, pH, condutividade e temperatura da água foram medidos no início e no final do transporte simulado. O tratamento com EOLA não alterou a sobrevivência ou os níveis de oxigênio dissolvido no final da simulação. O pH da água no final da simulação com o EOLA foi menor que o do WC, mas não mudou com a densidade de carga. A condutividade da água aumentou com a densidade de carga, no entanto foi menor nos grupos com EOLA. A adição de EOLA pode ser útil no transporte de longo prazo em altas densidades de carga, mas são necessários mais estudos relacionados à fisiologia do tambaqui.

Potencialidade de uso não potável de água de lagoa de detenção / Potencial for non-potable use of detention ponds water

RESUMO As águas de lagoas de detenção geralmente não são utilizadas produtivamente e o seu potencial é desperdiçado. Por estarem disseminadas nas cidades, a utilização dessas águas pode reduzir os custos com transporte de água, além de permitir a preservação de águas de melhor qualidade para fins mais nobres. Algumas das possíveis utilizações são na irrigação de áreas verdes; em caldeiras, torres de resfriamento e outros usos industriais; na compactação do solo; na limpeza de vias públicas; na piscicultura; em sistemas de combate a incêndio; etc. A qualidade dessas águas sofre influência de lançamentos indevidos de esgotos sanitários na rede de drenagem. O estudo foi realizado em seis lagoas de detenção e infiltração do sistema de drenagem de Natal (RN), no Nordeste brasileiro, com o objetivo de verificar as condições de uso não potável de suas águas no meio urbano. Observou-se que as águas de algumas lagoas estudadas apresentaram compatibilidade para uso em piscicultura e em torres de resfriamento, enquanto outras requerem tratamento prévio de suas águas para posterior utilização, para diminuir, principalmente, organismos patogênicos.

ABSTRACT Detention reservoirs waters are generally not used productively and their potential is wasted. By their scattered location in the cities, their use can decrease water transport costs, and also allow water to be preserved for higher quality water uses. Some of their possible uses are irrigation of green areas, use in boilers, cooling towers and other industrial uses, in soil compaction, cleaning of public areas, in pisciculture, in fire fighting systems, etc. The improper dumping of water sewage into the drainage system influences the quality of this water. The study was performed in six infiltration and detention reservoirs of the Natal drainage system, northeastern Brazil, to verify the non-potable use condition of these waters in the urban environment. It was observed that some reservoir waters were compatible to be used in pisciculture and cooling towers and others require previous treatment, to decrease, mainly, pathogenic organisms before being used.

Análise crítica por comparação entre modelos de qualidade de água aplicados em rios poluídos: contribuições à saúde, água e saneamento / Critical analysis by comparison between water quality models applied to polluted rivers: Contributions to health, water and sanitation

RESUMO Este artigo discute a dispersão no ambiente da matéria orgânica presente no esgoto doméstico a partir de modelos oxigênio dissolvido-demanda bioquímica de oxigênio (OD-DBO). O modelo relaciona a poluição de corpos d'água por matéria orgânica e a queda dos níveis de OD. Dá-se destaque à modelagem de diferentes tipos de lançamentos da carga poluidora, com a apresentação de quatro tipos, e os efeitos sobre a capacidade de autodepuração do corpo d'água, a partir de dois padrões de transporte apresentados pelo corpo receptor; primeiramente para uma vazão menor e posteriormente havendo um incremento de vazão. Discute-se, ainda, como modelos podem intervir com eficiência no lançamento de esgoto após tratamento e como podem contribuir com a saúde pública, o saneamento e na melhoria de conservação dos recursos hídricos.

ABSTRACT The focus of this article is to analyze the presence of organic matter in sewage from BOD-DO models. The model relates to the pollution of a water body by organic matter and the decrease in dissolved oxygen levels caused by the respiration of microorganisms involved in sewage purification. It is highlighted the modeling of different types of pollutant loading release, presenting four types of them, and the effects on the natural water bodies' self-purification, from two patterns of transport provided by the receiving body; first for a smaller flow and then there is a flow increase. This work also discusses how mathematical models can intervene effectively in the discharge of sewage after treatment and if these can contribute to public health, sanitation and improved conservation of water resources.

Índice de qualidade de água modificado pela análise multivariada: estudo de caso do Arroio Pelotas, RS, Brasil / Water quality index modified by using multivariate analysis: a case study of Pelotas Stream, RS, Brazil

RESUMO O objetivo deste estudo foi desenvolver um índice de qualidade de água modificado (IQAMod), por meio de análises multivariadas, e comparar com o índice utilizado pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb) (IQACETESB), para ser aplicado no Arroio Pelotas, Rio Grande do Sul, Brasil. Foram usados dados secundários de qualidade da água superficial do Arroio Pelotas, para o sítio de amostragem GER 48, localizado no município de Pelotas, monitorados e disponibilizados pela Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luís Roessler (FEPAM), no período entre 1997 e 2013. Entre as análises multivariadas, empregou-se a análise fatorial (AF)/análise de componentes principais (ACP). Os resultados indicaram que a ACP extraiu duas componentes principais que explicaram 100% da variância total dos dados na matriz de correlação, enquanto os escores fatoriais para o cálculo do IQAMod foram extraídos do primeiro fator, que explicou 70,6% da variância total. Concluímos que o IQAMod mostrou demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), turbidez (TH) e sólidos totais (ST) como as variáveis de mais importância na construção do índice, diferindo do IQACETESB, que apresentou as variáveis oxigênio dissolvido (OD), coliformes termotolerantes (CT) e potencial hidrogeniônico (pH) como as de mais relevância, demonstrando assim a necessidade da calibração do IQACETESB para aplicação nesse ecossistema específico.

ABSTRACT This research aimed at developing a modified water quality index (WQIMod) by using multivariate analysis, from a comparison with the WQI used by the Environmental Company of São Paulo (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo-Cetesb) (IQACETESB), to be applied in the Pelotas Stream, RS, Brazil. Secondary data from Pelotas Stream surface water quality were used, collected in the sampling site GER 48, located in the municipality of Pelotas, where they were monitored and provided by the State Foundation of Environmental Protection Henrique Luís Roessler (Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luís Roessler-FEPAM) between 1997 and 2013. Among the multivariate analyses, the factor analysis/principal component analysis (PCA) was used. The results indicated that the PCA extracted two principal components, which explained 100% of the total data variance in the correlation matrix, while the factorial scores for WQIMod calculation were extracted from the first factor, which explained 70.6% of the total data variance. We concluded that the WQIMod exhibits biochemical oxygen demand (BOD5), turbidity (TH) and total solids (TS) as the most important variables for the index construction, differing from the WQICETESB, which shows the variables dissolved oxygen (DO), thermotolerant coliforms (TC) and hydrogenionic potential (pH) as the most relevant ones, indicating the need of WQICETESB calibration for applying in this specific ecosystem.

Index-based and compliance assessment of water quality for a Brazilian subtropical reservoir / Avaliação da qualidade da água baseada em índices e da conformidade ao enquadramento de um reservatório subtropical brasileiro

ABSTRACT The Passaúna catchment is part of the Upper Iguaçu watershed and includes a water supply reservoir for over 500,000 inhabitants of Curitiba metropolitan region. The aim of this study was to establish the state of reservoir water quality, and whether it has undergone any recent medium- and long-term variations. A physical-chemical-biological assessment was undertaken using nine indicators and three indexes: Water Quality Index (WQI), Trophic State Index (TSI) and Shannon-Weaver Index (H') for macroinvertebrate diversity. Compliance with the prescribed quality standards for the water body was verified using frequency curves. Two WQI calculation approaches were contrasted to test for conditions of partial data unavailability. Temporal trends in key parameters were assessed using Spearman's rank correlation coefficient. WQI results from 1991-2014 indicated that the water quality may be classified as good and improved in the final decade of such period, while most TSI results were in the oligotrophic/mesotrophic range, but with no significant temporal trend. The biodiversity result of H'=1.6 obtained with data acquired in 2014 indicated a moderately degraded ecosystem that is typically associated with flow regulation and a degree of water quality impairment. Such a multi-indicator integrated physical-chemical-biological monitoring approach comprised a robust framework for assessments of medium-long term aquatic health.

RESUMO A bacia do rio Passaúna situa-se na parte superior da Bacia do Rio Iguaçu e inclui um reservatório de águas de abastecimento público para mais de 500 mil habitantes da região metropolitana de Curitiba. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade das águas desse reservatório e identificar eventuais ocorrências de tendência temporal de variação. O estudo de características físicas, químicas e biológicas do corpo de água envolveu dados históricos e recém-adquiridos de nove indicadores e três índices: Índice de Qualidade das Águas (WQI), Índice de Estado Trófico (TSI) e Índice de Diversidade de Shannon-Weaver (H') para diversidade de macroinvertebrados. A conformidade aos padrões de qualidade prescritos foi analisada com base em curvas de permanência de qualidade de água. Duas formas de cálculo do WQI foram contrastadas para averiguar o efeito de disponibilidade incompleta de dados. Tendências temporais em parâmetros-chave foram buscadas com o teste de correlação de Spearman. Os resultados do WQI, entre 1991 e 2014, indicaram que a qualidade da água do reservatório pode ser classificada como "boa", apresentando tendência estatisticamente significativa de melhoria na última década de tal período. Os resultados obtidos para o TSI ficaram na faixa oligotrófico/mesotrófico e sem tendência significativa de variação temporal. O resultado de biodiversidade do H'=1,6, obtido com dados adquiridos em 2014, indicou um ecossistema aquático moderadamente degradado, tipicamente associado com o represamento de cursos de água e com um certo grau de comprometimento da qualidade da água. A abordagem integradora multi-indicadores de aspectos físicos, químicos e biológicos adotada neste estudo conferiu robustez à avaliação realizada da qualidade de água do corpo de água no médio-longo prazo.

Aplicação de índices para avaliação da qualidade da água da Bacia Costeira do Sapucaia em Sergipe / Application of indexes to assess the water quality of coastal basin of the Sapucaia in Sergipe

RESUMO A redução da disponibilidade qualiquantitativa da água no mundo está diretamente relacionada às formas de uso e ocupação do solo, aos processos produtivos da agricultura e da pecuária, ao processo de urbanização e à geração de efluentes domésticos e industriais. Por isso, é importante a realização de diagnósticos de bacias hidrográficas, sobre o uso e a ocupação de seu solo e sobre a qualidade da água como ferramenta para a gestão hídrica. Este estudo teve como objetivo caracterizar e monitorar a qualidade da água da Bacia Costeira do Sapucaia, Sergipe. As coletas foram realizadas em oito pontos, com periodicidade trimestral, de agosto de 2014 a setembro de 2015. Na avaliação da qualidade da água foram utilizados: o Índice de Qualidade da Água (IQA) e o Índice de Estado Trófico (IET). As análises das amostras foram realizadas de acordo com os procedimentos estabelecidos no Standard Methods, sendo analisados os seguintes parâmetros: coliformes totais e termotolerantes, turbidez, pH, oxigênio dissolvido, sólidos totais, fósforo total, nitrogênio total, temperatura, condutividade, demanda bioquímica de oxigênio e clorofila. Os resultados do IQA classificam os corpos d'água em aceitável (2,5%), bom (92,5%) e ótimo (5,0%). Os resultados do IET classificaram as amostras como: ultraoligotrófico (67,5%), oligotrófico (20,0%), mesotrófico (2,5%), eutrófico (7,5%) e supereutrófico (2,5%). Os resultados obtidos permitem afirmar que os rios Aningas, Sapucaia e a Lagoa Redonda apresentam baixo grau de degradação, com menor conservação do ponto amostral localizado no Rio Sapucaia, dentro da Reserva Santa Isabel, por ser uma área bastante visitada nos finais de semana e feriados.

ABSTRACT The reduction of quali-quantitative availability of water in the world is directly related to the forms of land use and occupation, the productive processes of agriculture and cattle raising, the process of urbanization and the generation of domestic and industrial effluents. Thus, it is important to evaluate hydrographic basins regarding the use and occupation of their land and water quality as a tool for water management. This study aimed to characterize and monitor the quality of water of the Sapucaia Coastal Basin in the state of Sergipe, Brazil. The collections were performed quarterly in eight points of the basin, from August 2014 to September 2015. In the assessment of water quality, the Water Quality Index (WQI) and the Trophic State Index (TSI) were used. The analyzes of the samples were carried out according to the procedures outlined in Standard Methods; the following parameters were analyzed: total and fecal coliforms, turbidity, pH, dissolved oxygen, total solids, total phosphorus, total nitrogen, temperature, conductivity, biochemical oxygen demand and chlorophyll. The results from the application of the WQI classified water bodies as acceptable (2.5%), good (92.5%) and very good (5.0%). The results of the TSI ranked the samples as ultraoligotrophic (67.5%), oligotrophic (20.0%), mesotrophic (2.5%), eutrophic (7.5%) and supereutrophic (2.5%). The results allow to affirm that Aningas and Sapucaia rivers and Lagoa Redonda pond, belonging to the Sapucaia Coastal Basin, in Sergipe, have a low degree of degradation, with lower conservation of the sample point located in Sapucaia river, within the Reserva Santa Isabel reserve, that being a widely visited area on weekends and holidays.

Fármacos e desreguladores endócrinos em águas brasileiras: ocorrência e técnicas de remoção / Pharmaceuticals and endocrine disrupting compounds in Brazilian waters: occurrence and removal techniques

RESUMO As ações antrópicas têm fomentado a presença de diversos microcontaminantes nos corpos d'água. Desses, mais recentemente, os fármacos e os desreguladores endócrinos têm chamado a atenção da comunidade científica acerca da crescente exposição dos corpos d'água a esses fármacos e desreguladores. As fontes de contaminação englobam produtos de limpeza e higiene pessoal, fármacos de diversas classes, hormônios naturais e seus subprodutos, além de diversas substâncias aplicadas na produção de plásticos e resinas, presentes nos esgotos sanitários, lixiviados de aterro e efluentes industriais. Nessa perspectiva, o artigo presta-se a compilar os dados de ocorrências desses microcontaminantes em águas brasileiras naturais e tratadas assim, como a discutir a eficiência de diferentes técnicas de tratamento de água na remoção de tais contaminantes.

ABSTRACT The human activities have increased the presence of several microcontaminants in water bodies. Of these, more recently, drugs and endocrine disrupters have called the attention of the scientific community due to their increasing exposure. The sources of contamination include cleaning and personal hygiene products, various classes of drugs, natural hormones and their by-products, as well as several substances applied to the production of plastics and resins, present in sewage, landfill leachate and industrial effluents. In this perspective, this paper aims to compile the data of microcontaminants occurrence in Brazilian natural and treated waters, as well as to discuss the efficiency of different water treatment techniques to remove such compounds.

Utilização de macrófitas aquáticas de três diferentes tipos ecológicos para remoção de Escherichia coli de efluentes de criação de pacu / Use of aquatic plants of three different ecological types for Escherichia coli removal from pacu breeding effluents

RESUMO O presente trabalho avaliou a contaminação por Escherichia coli em viveiro de criação de pacu (Piaractus mesopotamicus) e sua remoção do efluente utilizando um sistema do tipo constructed wetland, contendo macrófitas aquáticas de três tipos ecológicos diferentes (Eichhornia crassipes, Ceratophyllum demersum e Typha domingensis). Durante três meses foram realizadas análises do número mais provável (NMP) de Escherichia coli na água de abastecimento do viveiro, no seu efluente e em cada etapa do tratamento (sedimentação e emprego de cada espécie de macrófita). Concluiu-se que a contaminação por E. coli na água de abastecimento e no viveiro pode alcançar o ambiente por meio do efluente. O sistema de tratamento proposto foi eficiente na remoção de E. coli da água, sendo que, após estabilização do sistema, ocorreu remoção média de 95% da contaminação. A etapa contendo E. crassipes apresentou maior remoção média, porém mostrou diminuição da eficiência a partir de 60 dias após implementação do sistema. A remoção média das etapas contendo C. demersum e T. domingensis foi prejudicada devido à presença de E. coli no solo usado como substrato durante as primeiras semanas de experimento. Contudo, com a diminuição do efeito da contaminação presente no substrato, essas duas etapas foram fundamentais para manutenção da qualidade do efluente tratado, demonstrando que o consórcio de espécies de tipos ecológicos diferentes foi vantajoso, uma vez que a qualidade da água do efluente foi mantida mesmo quando algumas etapas do tratamento diminuíram sua eficiência.

ABSTRACT This study evaluated the water contamination by Escherichia coli in pacu (Piaractus mesopotamicus) breeding ponds and its removal by a constructed wetland system containing macrophytes of three different ecological types (Eichhornia crassipes, Ceratophyllum demersum, and Typha domingensis). The most probable number of E. coli in the water was quantified for supply site, effluent and at each stage of treatment (sedimentation and use of each type of aquatic macrophyte). We conclude that E. coli contamination in water supply and in fishpond can reach the environment through the effluent. The proposed treatment system was efficient in removing E. coli from the water, and when the system was stabilized the average removal efficiency of E. coli was 95%. The tank containing E. crassipes showed the highest removal average, even though it exhibited an efficiency reduction after 60 days of experiment. The average removal of the tanks containing C. demersum and T. domingensis was hampered due to the presence of E. coli in soil used as substrate. However, after the decrease of substrate contamination effect, these two plants were essential for the maintenance of water quality of the treated effluent, indicating the benefits of aquatic macrophytes diversity in treatment systems. The effluent quality was maintained even when some system steps presented a decrease of removal efficiency.

Efeitos do tamanho da partícula e da concentração de sedimentos suspensos sobre a turbidez / Effect of particle size and suspended sediment concentration on turbidity

RESUMO Neste estudo foram avaliados os efeitos do tamanho da partícula e de variações da concentração de sedimentos suspensos (CSS) sobre as leituras de turbidez de três sensores óptico-nefelométricos, com iguais características ópticas e geométricas, utilizando amostras de sedimentos suspensos coletadas na seção fluviométrica da bacia do Turcato (19,5 km²), localizada na Região Sul do Brasil. O material coletado passou por processos de peneiramento e pipetagem para fracionamento nas granulometrias areia e silte. Para cada diâmetro foram separadas frações com diferentes concentrações de sedimentos, variando entre 0,01 e 5,00 g.L-1. Os resultados demonstram grande influência da CSS e do tamanho da partícula sobre a turbidez. Para qualquer situação, o aumento da turbidez é inverso ao tamanho da partícula e diretamente relacionado ao aumento da CSS. As variações da turbidez, expressas em função da CSS (sensibilidade do sensor), são maiores para menores diâmetros, atingindo valores quase constantes para partículas de areia. As leituras de turbidez dos três sensores não apresentaram diferença significativa no nível de 5% pelo teste de Mann-Whitney rank sum . Para uma mesma CSS, a leitura de turbidez pode ser diferente, conforme a classe granulométrica analisada. A turbidez registrada pelo sensor para a classe silte equivale a uma turbidez observada para uma CSS dez vezes menor para a classe das areias.

ABSTRACT This study evaluates the effects of particle size and variations of CSS on turbidity readings of three optical-nephelometric sensors using sediment samples collected in the field. Samples were collected in fluviometric station at Turcato basin (19.5 km²), located in the South region of Brazil. The collected material underwent screening and pipetting processes for fractionation in sand and silt grain size. For each diameter were separated fractions with different sediment concentration ranging between 0.01 and 5.00 g.L-1. The results demonstrate great influence of CSS and particle size on turbidity readings. The increase in turbidity is opposite to particle size and directly related to CSS. Variations in turbidity, expressed in CSS function (sensor sensitivity), are higher for smaller diameters, reaching almost constant values for sand particles. Turbidity readings of the three sensors showed no significant difference in the level of 5% by the Mann-Whitney rank sum test. For a given CSS, the turbidity reading may be different, depending on the granulometric class analyzed. Turbidity recorded by the sensor to the silt-class is equivalent to a sensor response observed for a CSS ten times lower for the sand class.

Enquadramento e avaliação do índice de qualidade da água dos igarapés Rabo de Porco e Precuá, localizados na área da Refinaria Premium I, município de Bacabeira (MA) / Ordination and evaluation of the water quality index for the creeks Rabo de Porco and Precuá, located in the Premium I Refinery area, municipality of Bacabeira (MA), Brazil

RESUMO O objetivo deste estudo foi realizar um diagnóstico da qualidade das águas dos igarapés Rabo de Porco e Precuá, localizados na área de implantação da Refinaria Premium I, no município de Bacabeira, Maranhão. Foram avaliadas as características físico-químicas e microbiológicas da água em pontos a montante e a jusante de cada corpo d'água, confrontando os resultados com a Resolução CONAMA nº 357/2005 e com o índice de qualidade da água (IQA). No período de maio a agosto de 2012, foram efetuadas amostragens mensais dos seguintes parâmetros físicos e químicos da água: temperatura, turbidez, pH, sólidos totais (ST), oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), nitrogênio total, fósforo total (PT) e coliformes fecais. Os resultados mostraram diferenças significantes dos parâmetros entre os pontos a montante e a jusante apenas para as variáveis ST e turbidez, especialmente no Precuá. A análise dos componentes principais (PCA) revelou uma correlação moderada entre as variáveis. Os resultados obtidos enquadraram as águas da maioria dos pontos amostrados predominantemente na classe 3, seguida da classe 2 da Resolução CONAMA nº 357/2005. O IQA evidenciou ligeiras diferenças espaciais e temporais entre os corpos d'água investigados: o igarapé do Rabo de Porco registrou o melhor IQA, enquanto o pior IQA ocorreu na coleta de maio no ponto amostral Precuá a jusante. As informações levantadas servirão de base para avaliações de mudanças nas características e na qualidade dos corpos d'água estudados no decorrer da implantação e operação do empreendimento.

ABSTRACT The aim of this study was to assess the water quality for the creeks Rabo de Porco and Precuá, located in the area of deployment of the Premium I refinery in the municipality of Bacabeira, Maranhão, Brazil. The physico-chemical and microbiological characteristics of the water at points upstream and downstream of each water body were evaluated, comparing the results with the CONAMA Resolution 357/2005 and the water quality index (WQI). In the period from May to August 2012, monthly samples of the following physical and chemical parameters of water were made: temperature, turbidity, pH, total solids, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, total nitrogen, total phosphorus and fecal coliforms. The results showed significant differences in the parameters between upstream and downstream points, only for the parameters total solids and turbidity, especially for the Precuá creek. The principal component analysis revealed a moderate correlation between the parameters. The data indicated that water from most of the points can be classified in the class 3, followed by the class 2 of the CONAMA Resolution 357/2005. The WQI showed slight spatial and temporal differences between the water bodies investigated: Rabo de Porco creek registered the best WQI, while the worst one occurred in sampling at the downstream Precuá point in May. The information registered will be used as a basis for changes evaluation in characteristics and quality of water bodies studied during the deployment and operation of the enterprise.

Modelação hidráulica e de qualidade da água dos sistemas de drenagem em meios urbanos / Hydraulic and water quality modelling of urban drainage systems

RESUMO: As inundações urbanas estão se tornando cada vez mais frequentes, de tal forma que a União Europeia publicou a Diretiva 2007/60/CE no sentido de mitigar as consequências relacionadas com este fenômeno e de impor limites à concentração de poluentes nas águas pluviais. O objetivo deste artigo foi apresentar uma modelação dos sistemas de drenagem em situação de inundações, baseada no software da United States Environmental Protection Agency (EPA), Storm Water Management Model (SWMM), em que o estudo de caso é analisar um sistema de drenagem urbana unitário, inserido na Zona Central de Coimbra, em Portugal. Recorrendo à metodologia Automatic Overland Flow Delineation (AOFD) para a geração de uma rede de drenagem superficial e implementando-a no SWMM, obteve-se um modelo de drenagem dual, que permite a análise do escoamento em situação de inundações, incluindo o controle de escoamento entre a superfície e a rede de coletores e a modelação da qualidade da água à superfície. Este modelo permite quantificar a carga poluente à superfície, relativamente ao parâmetro de sólidos suspensos totais, para um evento de precipitação extrema.

ABSTRACT: Urban floods are becoming more frequent. Thus, the European Union published the Directive 2007/60/CE to mitigate costs related with this phenomenon and to impose limits on the concentration of pollutants in pluvial water. The purpose of this study was to present the modelling of drainage systems in flood situations, based on the software of the United States Environmental Protection Agency (EPA), the Storm Water Management Model (SWMM), in which the study case is to analyze a unitary urban drainage system of Zona Central catchment in Coimbra, Portugal. By using the Automatic Overland Flow Delineation (AOFD) methodology for the generation of a superficial drainage network and implementing it in the SWMM, it was obtained a dual drainage model that allows the flow analysis in flood conditions, including flow control between the surface and collectors network and also modeling of water quality at the surface. This model allows quantifying the pollution load at the surface, relatively to the parameter of total suspended solids, for any extreme rainfall event.

Chromobacterium violaceum (Schröter 1872) isolated from the aquatic environment associated with the fish culture of Jaú, Zungaro jahu (Ihering, 1898) (Siluriformes, Pimelodidae) / Chromobacterium violaceum (Schröter 1872) isolado de ambiente aquático associado à piscicultura de Jaú, Zungaro jahu (Ihering, 1898) (Siluriformes, Pimelodidae) piscicultura

The jau, Zungaro jahu (Ihering, 1898) is an endangered species, rheophilic, reaching 1.5 m and more than 100 kg. During a work of microbiological monitoring of water quality, in the cultivation of Zungaro jahu, microorganisms that were isolated, were previously reported in other studies, as family members Enterobacteriaceae, Staphylococcus and non-fermenting bacilli. However, it was also isolated Chromobacterium violaceum, which despite being a bacterium found in such an environment, it was reported linked to the cultivation of fish. This paper describes the Chromobacterium violaceum founded in a psiculture, which has implications for national fish farming.

O jaú, Zungaro jahu (Ihering, 1898), é uma espécie em extinção, reofílica, atingindo 1,5 m e mais que 100 kg. Durante um trabalho de monitoramento microbiológico da qualidade da água, no cultivo da espécie em foco, foram isolados microrganismos previamente descritos em outros estudos, como membros da família Enterobacteriaceae, Staphylococcus e bacilos não fermentadores. Além desses microrganismos, foi isolada também a espécie Chromobacterium violaceum, que apesar de ser uma bactéria encontrada neste tipo de ambiente, não foi relatada associada ao cultivo de peixes. Este trabalho relata este importante achado, que pode trazer implicações à piscicultura nacional.

Análise probabilística de parâmetros de qualidade da água para suporte ao processo de enquadramento de cursos d'água / Probabilistic water quality parameters analysis for supporting Brazilian watercourses use classes definition processes

RESUMO O presente trabalho teve como objetivo geral estudar o emprego de curvas de probabilidade da qualidade da água como subsídio para o enquadramento legal dos corpos d'água. Para a avaliação da utilização das referidas curvas foram reunidas informações sobre qualidade da água do Rio Jucu, principal manancial de abastecimento da Região Metropolitana da Grande Vitória, Espírito Santo. A partir da função de distribuição acumulada, foram construídas curvas de probabilidade de ocorrência para diferentes parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos de qualidade de água, e avaliadas frequências de incompatibilidade com padrões estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 357/2005 para diferentes classes de uso. A avaliação de incompatibilidade considerou duas perspectivas: (1) enquadramento único para o curso d'água, perspectiva na qual as curvas de probabilidade foram construídas com a reunião de todos os registros de qualidade dos diferentes pontos de monitoramento; e (2) enquadramento diferenciado ao longo do curso d'água. Avaliou-se, adicionalmente, a influência da sazonalidade do regime hidrológico sobre as respostas oferecidas pelas curvas de probabilidade. Os resultados indicaram que os parâmetros fósforo total e coliformes termotolerantes apresentaram elevados percentuais de incompatibilidade, independentemente da classe de uso, da perspectiva de enquadramento (único ou diferenciado ao longo do rio) e do período do ano hidrológico (seco ou úmido). A avaliação sazonal demonstrou que apenas o parâmetro de turbidez, quando considerada a perspectiva de enquadramento na classe 1, apresentou diferença entre as frequências de incompatibilidade observadas para os períodos seco e úmido do ano hidrológico.

ABSTRACT The present work aims to study the use of water quality probability curves for technical support of legal watercourse reaches water uses class definition. For the evaluation of the use of such curves, we used data from the Jucu River water quality. This is the main water source of the metropolitan region of Vitória, Espírito Santo, Brazil. From the accumulated distribution function, different physical, chemical and bacteriological water quality parameters probability curves were fitted to the monitoring data in order to evaluate frequencies of incompatibility with established legal standards corresponding to different Brazilian National Council CONAMA 357/2005 Resolution watercourse use classes. The incompatibility evaluation considered two different conditions: (1) unique, by aggregating all water quality parameters values for all different monitoring points; and (2) different water use classes along the Jucu River. Additionally, the influence of the hydrological regime seasonality on the probability curves was evaluated. The results indicated that total phosphorus and coliforms parameters presented high incompatibility frequencies, regardless of water use class (unique or different along the river) and season (dry or wet). The seasonal assessment showed that only the turbidity parameter presented significant differences among incompatibility frequencies, considering wet and dry periods of the hydrological year, and only for the CONAMA Resolution water use class 1.

Evaluación del impacto antrópico sobre la calidad del agua del arroyo Las Piedras, Quilmes, Buenos Aires, Argentina / Assessment of anthropogenic impact on water quality of the stream Las Piedras, Quilmes, Buenos Aires, Argentina / Avaliação do impacto antropogénico na qualidade da água do riacho Las Piedras, Quilmes, Buenos Aires, Argentina

El marcado deterioro de los cuerpos de agua superficiales hace prioritaria su evaluación para su adecuada gestión, incluyendo acciones de control y mitigación del nivel de contaminación y el riesgo sanitario asociado. Si bien cada curso de agua posee características y problemáticas naturales y ambientales específicas, los arroyos situados sobre el conurbano bonaerense comparten algunas características comunes que se presentan en este estudio. A tal efecto, se plantea determinar y evaluar los factores antrópicos que afectan directa o indirectamente la calidad del agua del arroyo Las Piedras en el partido de Quilmes, mediante la caracterización físico-química y microbiológica de sus aguas, además de la aplicación de índices de calidad (ICA) y de contaminación (ICOMO). Mediante el uso de estas herramientas se manifestó un potencial y grave problema de degradación del arroyo y su entorno, debido principalmente a la carencia de servicios de saneamiento, al vertido de aguas residuales sin tratamiento previo o inadecuado que generan especialmente contaminación fecal de sus aguas, y a basurales y quemazones en sus márgenes, creando así sitios puntuales de contaminación y diseminación de plagas, potenciales focos infecciosos.

The strong deterioration of surface water makes its assessment priority for proper management, including actions to control and mitigate the level of contamination and associated health risks. While each watercourse has natural characteristics and specific environmental issues, streams located on the Buenos Aires metropolitan area share some common characteristics presented in this study. To this end it is proposed to determine and evaluate the human factors that directly or indirectly affect the water quality of the river Las Piedras in Quilmes, by physico-chemical and microbiological characteristics of the water in addition to the application of quality indices (ICA) and pollution (ICOMO). By using these tools a potential and serious problem degradation of the stream and its surroundings appeared, mainly due to lack of sanitation, the discharge of wastewater without prior or inadequate treatment especially generating fecal contamination of the water, and garbage dumps and burnings at its margins, creating specific sites of contamination and spread of pests, potential infectious foci.

A acentuada deterioração dos corpos de água superficiais torna prioritária sua avaliação para uma gestão adequada, incluindo ações para controlar e mitigar o nível de contaminação e o risco sanitário associado. Embora cada curso de água tenha características e problemáticas naturais e ambientais específicas, arroios localizados na área metropolitana da província de Buenos Aires compartilham algumas características comuns apresentadas neste trabalho. Para tal, propõe-se determinar e avaliar os fatores antrópicos que afetam direta ou indiretamente a qualidade da água do arroio Las Piedras, em Quilmes, através da caracterização físico-química e microbiológica das suas águas, além da aplicação de índices de qualidade (ICA) e de contaminação (ICOMO). Com a utilização destas ferramentas, um potencial e grave problema de degradação do arroio e de seu ambiente surgiu, principalmente causado pela falta de serviços de saneamento, pela descarga de águas residuais sem tratamento prévio ou inadequado, gerando especialmente contaminação fecal de suas águas, e pelos depósitos de lixo e queimadas em suas margens, criando assim lugares específicos de contaminação e disseminação de pragas, potenciais focos infecciosos.