Elementos-traço no solo, na planta e no grão de plantas de milho cultivadas em latossolos tratados com lodo de esgoto por 16 anos / Trace elements in soil, plant and grain of corn plants cultivated in Latosols after sixteen years with application of sewage sludge

RESUMO Uma das maiores preocupações quanto à aplicação de lodo de esgoto (LE) no solo se deve à contaminação por elementos-traço, dadas a persistência destes no ambiente e a sua alta toxicidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores dos elementos As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se e Zn no solo, na planta e nos grãos do milho, quando plantas foram cultivadas em dois latossolos, após 16 anos com aplicação anual de doses de LE. O experimento foi instalado em condições de campo em Jaboticabal, SP. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram: T1 = 0 testemunha (fertilização mineral, sem aplicação de LE), T2 = 5 t ha-1 LE, T3 = 10 t ha-1 LE e T4 = 20 t ha-1 LE (matéria seca). A aplicação de doses de LE de 10 e 20 t ha-1 aumentou o teor disponível de Cu no latossolo vermelho eutroférrico (LVef) e os teores disponíveis de Cu, Ni, Pb e Zn no latossolo vermelho distrófico (LVd), porém sem ultrapassar os limites estabelecidos pela legislação brasileira (valores de prevenção). Os teores dos elementos As, Ba, Cd, Cr, Hg, Mo e Pb nos grãos de milho permaneceram abaixo dos limites estabelecidos para o consumo humano.

ABSTRACT One of the biggest concerns about the application of sewage sludge to the soil is due to contamination by trace elements, their persistence in the environment and high toxicity. The objective of this work was to evaluate the contents of the elements As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, and Zn in the soil, the plants, and the grains of corn, when grown in two latosols, after sixteen years with annual application of sewage sludge doses. The experiment was conducted under field conditions in Jaboticabal, SP. The experimental design was randomized blocks with 4 treatments and 5 replications. Treatments were: T1 = 0 control (mineral fertilization, without applying LE), T2 = 5 t ha-1 LE, T3 = 10 t ha-1 LE, and T4 = 20 t ha-1 LE (dry basis). Applying LE doses of 10 and 20 t ha-1 increased the available content of Cu in LVef soil and available levels of Cu, Ni, Pb and Zn in LVd soil, without exceeding the limits established by Brazilian legislation (prevention values). The levels of elements As, Ba, Cd, Cr, Hg, Mo, and Pb in maize grains remained below the limits established for human consumption.

Análise estatística da caracterização gravimétrica de resíduos sólidos domiciliares: estudo de caso do município de Juiz de Fora, Minas Gerais / Statistical analysis of the gravimetric characterization of household solid waste: a case study from the city of Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil

RESUMO Parte dos resíduos coletados nos municípios brasileiros ainda são destinados de forma inadequada, resultando em transtornos à qualidade de vida e à saúde pública. Assim, a caracterização gravimétrica dos resíduos é um importante instrumento de gestão integrada, uma vez que permite conhecer quantitativamente as frações geradas. Nesse sentido, o presente estudo teve por objetivo analisar estatisticamente a composição gravimétrica dos resíduos sólidos domésticos de Juiz de Fora, Minas Gerais, em função das sete regiões urbanas do município e da renda domiciliar da população. Cerca de 140.500 toneladas de resíduos sólidos domésticos foram coletadas no município em 2015, representando uma geração per capita de 0,7 kg/hab./dia. Foram feitos testes estatísticos de hipóteses a 5% de significância em avaliações comparativas, além de testes de correlação para as frações majoritárias (orgânicos e recicláveis) e as respectivas rendas domiciliares. Os resultados indicaram que a fração de orgânicos corresponde a 43,81% dos resíduos gerados no município, 31,74% são passíveis de reciclagem, 14,36% são resíduos potencialmente contaminantes e 10,10% são rejeitos diversos. Observou-se que o resíduo gerado por famílias de alto poder aquisitivo tende a conter maiores percentuais de recicláveis, enquanto em famílias de menor poder aquisitivo os maiores percentuais tendem a ser de orgânicos. A grande incidência de orgânicos e recicláveis evidencia um potencial a ser explorado, apontando a necessidade de reavaliação da estrutura da coleta seletiva e possível instalação da usina de compostagem, mediante estudo de viabilidade técnica e econômica. Por fim, espera-se que o estudo auxilie o poder público local, norteando o planejamento e o dimensionamento de sistemas de coleta, tratamento e destinação de resíduos, além de projetos de educação ambiental, servindo de modelo para outras municipalidades.

ABSTRACT Much of the solid waste collected in Brazilian municipalities is still inappropriately destined, resulting in disorders related to quality of life and public health. Thus, the gravimetric characterization of household solid wastes is an important instrument of integrated management, since it quantitatively indicates the fractions generated. In this sense, the present study aims to analyse statistically the gravimetric composition of solid household waste from Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil, generated in 2015 regarding the seven urban regions of the city and the domestic income of the population. Statistical tests of hypothesis were carried out at 5% significance in comparative assessments, as well as correlation tests for organic and recyclable fractions and their respective domestic incomes. The results indicated that the organic fraction corresponds to 43.81% of the solid waste generated in the municipality, 31.74% is the recyclable fraction, 14.36% to potentially contaminant wastes and 10.10% of others. It was observed a trend of greater generation of recyclables in regions with higher socioeconomic status; on the other hand, regions with a predominance of families with lower incomes there was an increase in organic fraction. The high incidence of organic and recyclable materials indicates a potential to be explored, pointing out the need of re-evaluating the structure of the selective collection and the possible installation of a composting plant by a technical and economical feasibility study. Therefore, it is expected that the study supports the local public power, guiding the plan and design of solid waste collection, treatment and disposal systems, as well as environmental education projects and serving as a model for other municipalities.

Isolation and molecular identification of a cellulotic bacterium from muncipal waste and investigation of its cellulase production / Isolamento e identificação molecular de uma bactéria celulolítica do lixo municipal e investigação de sua produção de celulase

Municipal waste is rich in lignocellulosic compounds which contain cellulose, lignin and hemicellulose. Microorganisms can break down such compounds and convert them into glucose and other carbohydrates. The current study was performed to isolate and identify cellulolytic bacteria in municipal waste. Municipal waste samples were collected and plated on Carboxymethyl cellulose (CMC) agar. Preliminary identification of the isolates was performed using standard biochemical assays. The activity of carboxymethyl cellulose (CMCase) was specified through measuring the release of reducing sugars from CMC. Different nitrogen sources at various concentrations and initial pH values were evaluated for their effect on enzyme production. Further the enzyme production was determined at different fermentation times. Molecular identification was then performed using bacterial 16s rRNA gene amplification and sequencing. A cellulolytic bacterium was isolated from municipal waste samples and identified based on morphological, physiological and biochemical characteristics along with 16S rRNA analysis. The isolated bacterium was identified as Bacillus subtilis (accession number: KU681044). Whose growth characteristics showed that its growth curve entered the logarithmic phase following 10­18 h with the stable growth phase ranging from 23 to 37 h. The optimal carbon source for fermentation was 1% rice hull, with the nitrogen source comprised of 2% peptone and yeast extract. The the minimum CMCase activity was observed at an initial medium pH of 4.0, while the maximum was observed at pH 7. The strain grew vigorously and the cellulase yield was high at 6­24 h fermentation time period. The isolated bacteria showed the degrading potential of cellulose which could be employed in local industrial process.

Resíduos urbanos são ricos em compostos lignocelulósicos que contêm celulose, lignina e hemicelulose. Microrganismos podem quebrar esses compostos e convertê-los em glicose e outros carboidratos. O presente estudo foi realizado para isolar e identificar bactérias celulolíticas em resíduos urbanos. Amostras de resíduos municipais foram coletadas e plaqueadas em ágar Carboximetilcelulose (CMC). A identificação preliminar dos isolados foi realizada utilizando ensaios bioquímicos padrão. A atividade da carboximetilcelulose (CMCase) foi especificada através da medição da liberação de açúcares redutores da CMC. Diferentes fontes de nitrogênio em várias concentrações e valores iniciais de pH foram avaliados quanto ao seu efeito na produção de enzimas. Além disso, a produção de enzima foi determinada em diferentes tempos de fermentação. A identificação molecular foi então realizada utilizando amplificação e sequenciamento do gene bacteriano 16s rRNA. Uma bactéria celulolítica foi isolada de amostras de resíduos urbanos e identificada com base em características morfológicas, fisiológicas e bioquímicas, juntamente com a análise 16S rRNA. A bactéria isolada foi identificada como Bacillus subtilis (número de acesso: KU681044). Cujas características de crescimento mostraram que sua curva de crescimento entrou na fase logarítmica após 10-18 h com a fase de crescimento estável variando de 23 a 37 h. A fonte de carbono ótima para a fermentação foi 1% de casca de arroz, com a fonte de nitrogênio composta de 2% de peptona e extrato de levedura. A atividade mínima de CMCase foi observada em um pH médio inicial de 4,0, enquanto a máxima foi observada em pH 7. A linhagem cresceu vigorosamente e o rendimento de celulase foi alto no período de 6 a 24 horas de fermentação. As bactérias isoladas mostraram o potencial de degradação da celulose que poderia ser empregada no processo industrial local.