Convergent responses of fish belonging to different feeding guilds to sewage pollution

This study aimed to evaluate if the presence of pollutants promotes changes in feeding habits of fish species from different trophic guilds: the detritivorous species, Hypostomus francisci, and the piscivorous, Hoplias intermedius. Both species were sampled at 12 sites (with different degrees of pollution) in the Rio das Velhas basin, which is heavily polluted by domestic and industrial sewage from the Metropolitan Region of Belo Horizonte (MRBH). Stable isotope analyses of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) of fish tissue and the main food resources were performed. Fishes from both trophic guilds altered their diets in degraded environments, but the detritivorous species showed greater trophic plasticity. The isotopic niche of both trophic guilds was broadest in unpolluted sites and more δ15N enriched in polluted regions. The detritivorous species presented high niche-breadth in unpolluted sites, probably due to the greater variety of resources consumed. In addition, the δ15N of the detritivorous was more enriched than the piscivorous species in polluted sites. In conclusion, fishes from both trophic guilds presented similar isotopic responses to environmental pollution. However, the detritivorous species was more sensitive to these alterations and therefore, is likely a better indicator of environmental condition than the piscivorous.(AU)

Este estudo teve como objetivo avaliar se a presença de poluentes promove mudanças nos hábitos alimentares de espécies de peixes de diferentes guildas tróficas: a espécie detritívora, Hypostomus francisci, e a piscívora, Hoplias intermedius. Ambas espécies foram amostradas em 12 locais (com diferentes níveis de poluição) na bacia do Rio das Velhas, que é altamente poluída por esgoto doméstico e industrial da Região Metropolitana de Belo Horizonte (RMBH). Foram realizadas análises de isótopos estáveis de carbono (δ13C) e nitrogênio (δ15N) dos tecidos dos peixes e dos principais recursos alimentares. Espécies de ambas guildas tróficas alteraram suas dietas em ambientes degradados, mas a espécie detritívora apresentou maior plasticidade trófica. O nicho isotópico de ambas as espécies foi mais amplo em locais menos perturbados e mais enriquecido em δ15N em regiões poluídas. A espécie detritívora apresentou grande amplitude em seu nicho isotópico em locais menos perturbados, provavelmente devido à maior variedade de recursos consumidos. Além disso, o δ15N da espécie detritívora foi mais enriquecido que a espécie piscívora em locais poluídos. Em conclusão, ambas as espécies apresentaram respostas isotópicas semelhantes à poluição ambiental. No entanto, a espécie detritívora foi mais sensível a essas alterações e, portanto, é provavelmente uma melhor indicadora de condição ambiental do que a espécie piscívora.(AU)

Use of Coffee Capsules as Support Material in Upflow Anaerobic Fixed Bed Reactors

Abstract The aim of this work is to evaluate the performance of upflow anaerobic fixed bed reactors filled with espresso coffee capsules to treat sanitary sewage. Three reactors (R1, R2 and R3) were constructed in blue PVC pipes measuring 30 cm height and 150 mm diameter and filled with coffee capsules made of aluminum and plastic. The sewage from the pre-treatment phase of the wastewater treatment plant of the Federal University of Lavras fed the system. Temperature, pH, alkalinity and volatile acids concentration, COD, TS, TVS and TSS of the influent and effluent were analyzed to evaluate the reactors performances. Statistics tests were run in the software Statistica 10. Changes occurred in the organic loading rates caused two different operating phases, one at an OLR of 2.1 kg COD m-3d-1 and another at 4.0 kg COD m-3d-1. The average temperature during the monitoring period was 18°C. In spite of the operating conditions variations, the reactors showed satisfactory performances, presenting COD efficiency removals up to 80% in both phases. The capsules characteristics were similar to other materials used as support. Hence, it is possible to utilize coffee capsules as support material in anaerobic reactors, providing satisfactory pollutants removal efficiencies.

GESTIÓN DEL AGUA EN COMUNIDADES RURALES; CASO DE ESTUDIO CUENCA DEL RÍO GUAYURIBA, META-COLOMBIA / WATER MANAGEMENT IN RURAL COMMUNITIES; CASE STUDY OF THE GUAYURIBA RIVER BASIN, META, COLOMBIA

La gestión de los recursos hídricos en las zonas rurales depende en gran medida de la participación de las comunidades en la administración y en el uso del recurso. El presente estudio tiene como objetivo identificar los sistemas de gestión del recurso hídrico en las comunidades rurales de la cuenca del río Guayuriba. Dentro del marco metodológico este estudio de caso se aborda en el marco de la investigación exploratoria. Entre los resultados que se destacan, se identificaron diferentes formas de abastecimiento y disposición de las aguas residuales domésticas de acuerdo con el tipo de asentamiento, sean de población dispersa o aglomerada, y asimismo, la debilidad de las instituciones locales para gestionar el agua en este tipo de comunidades. Finalmente, este estudio de caso se podrá utilizar como herramienta para la gestión integral del recurso hídrico en la cuenca del río Guayuriba.

The management of water resources in rural areas depends, to a large extent, on the participation of communities in the administration and use of the resources. This study aims to identify the water resource management systems in rural communities of the Guayuriba river basin. Within the theoretical framework this case study is addressed from the exploratory research structure. Among the most protruding results, different forms of supply and disposal of domestic sweage water were identified according to the type of settlement, whether they are dispersed or agglomerated, and also the weakness of local institutions to manage and administer water in this type of communities was evident. Finally, this case study can be used as a tool for the comprehensive management of water resources in the Guayuriba river basin.

Efficiency of biological treatment for the removal of total and thermotolerant coliform bacteria from domestic sewage / Eficiência do tratamento biológico na remoção de coliformes totais e termotolerantes em esgoto humano

Researchers around the world have focused their efforts on devising combinations of technologies that are not only economically feasible but also effective in mitigating the impacts caused by wastes containing pathogens that pose potential risks to human and animal health. The purpose of this study was to evaluate the performance of a biological treatment system for removing total and thermotolerant coliform bacteria with a view to the possible organic recycling of domestic sewage. To this end, a tubular continuous flow anaerobic digester, with hydraulic retention time (HRT) of 25 days and an optional stabilization pond, were used to treat the sewage produced by 150 people in the municipality of Sertãozinho, SP, Brazil. The samples were collected weekly, always on the same day, at three different sampling points (inlet of the treatment system, the outlet of tubular digester, and the optional stabilization pond), totaling 108 samples. The MPN method was employed to determine the total coliform and thermotolerant coliform populations, using multiple series of three tubes (APHA, 2005). The system proved efficient in reducing the number of indicator bacteria of fecal contamination, showing a removal efficiency of 98.76% for total coliforms and of 99.29% for thermotolerant coliforms. However, a third treatment step involving polishing should be included to render the effluent suitable for use in fertigation or discharge into water bodies.

Aliar tecnologias que sejam viáveis e ainda eficientes em mitigar o impacto gerado pelos resíduos, que possuem potencial patogênico à saúde humana e animal, tem sido o propósito das ações de pesquisadores em todo o mundo. Dessa forma, objetivou-se avaliar um sistema de tratamento biológico, quanto a redução de coliformes totais e coliformes termotolerantes, visando a possibilidade de reciclagem orgânica do esgoto doméstico. Para tanto foi utilizado um biodigestor tubular de fluxo contínuo com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 25 dias e uma lagoa de estabilização facultativa, responsável pelo tratamento de esgoto produzido por 150 pessoas, no município de Sertãozinho/SP. As amostras foram colhidas, semanalmente e sempre no mesmo dia, em três pontos distintos de colheita (entrada do sistema de tratamento, saída do biodigestor tubular e na lagoa de estabilização facultativa), totalizando 108 amostras. Para as determinações das populações de coliformes totais e termotolerantes foi utilizada a técnica do NMP em tubos múltiplos série de três tubos (APHA, 2005). O sistema foi eficiente quanto a redução no número de micro-organismos indicadores de poluição fecal atingindo 98,75% para coliformes totais e 99,26% para os termotolerantes. Entretanto, deve ser prevista mais uma etapa para polimento do efluente dando condições para sua utilização na fertirrigação ou lançamento em corpos de água.

Avaliação de um sistema descentralizado de tratamento de esgotos domésticos em escala real composto por tanque séptico e wetland construída híbrida / Evaluation of a decentralized system of domestic sewage treatment in real scale composed of septic tank and hybrid constructed wetland

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH - Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária

The demographic concentration and collective systems of sanitation inside the urban perimeter of most Brazilian municipalities, hampers the feasibility of providing sewage treatment services to domestic dwellings and housing isolated nuclei located in peri-urban and rural areas, intensifying the damage caused by pollution of human origin to the environment and to the preservation of public health. For help in solving this problem, the present study had the purpose to evaluate a hybrid constructed wetland full-scale, composed of a unit with continuous vertical subsurface flow followed by a continuous horizontal subsurface flow unit, grown with Vetiver grass, for the treatment of effluent from septic tank. This experimental search setting a low-cost and simplified solution for decentralized treatment of household sewage. The experimental sewage treatment station, integral and one of the products of the Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, was built on the Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã of USP, in São Paulo. The raw sewage was coming from the residential condominium of the USP and the central restaurant of the University City

Cultivo do peixe ornamental molinésia (Poecilia sp) em esgotos domésticos tratados: desempenho zootécnico e avaliação do bem-estar animal / Cultivation of ornamental molly (Poecilia sp) fish in treated sewage: zootechnical performance and animal welfare evaluation

Neste trabalho estudou-se a utilização de esgotos domésticos tratados na criação do peixe ornamental molinésia (Poecilia sp.), observando o desempenho zootécnico e avaliando-se o bem-estar dos peixes cultivados. Foram testados três tratamentos: ET - abastecido com esgoto tratado em lagoas de estabilização; ED - abastecido com esgoto tratado e água de poço diluídos em iguais proporções; AB - abastecido com água de poço. Por meio dos resultados dos parâmetros físico-químicos, observou-se que o esgoto doméstico tratado em lagoas de estabilização oferece condição para se realizar o cultivo da espécie, com melhor desempenho quando diluído em água. Em todos os parâmetros de rendimento zootécnicos avaliados, o tratamento que utilizou o esgoto tratado diluído foi o que apresentou os melhores resultados. Dentre os indicadores de bem-estar observados, apenas a avaliação histopatológica foi capaz de fornecer resultado conclusivo, o qual apontou o tratamento que utilizou esgoto tratado diluído como o que proporcionou maior conforto à espécie cultivada. As características ornamentais dos peixes cultivados não sofreram influência do uso do esgoto doméstico tratado, observando-se que os padrões de coloração e formato de nadadeiras não foram alterados.

This work evaluated the treated sewage reuse in ornamental molly fish creation, evaluating the zootechnical performance and animal welfare. Three treatments were tested: ET - supplied with treated sewage; ED - supplied with sewage and raw water in the same proportion; AB - supplied with raw water. The physical-chemical results indicated that the treated sewage from stabilization ponds was adequate for the species cultivation only when diluted in raw water. Among the welfare indicators, only histopathological evaluation was able to provide conclusive results, which showed that the treated sewage diluted treatment was the best in terms of comfort for the cultivated species. The ornamental characteristics of farmed fish were not influenced by the use of treated sewage, in which the patterns of color and shape of fins were not changed.

Massa seca e extração de nutrientes por duas forrageiras fertirrigadas com esgoto doméstico tratado / Dry mass and nutrient extraction of two forage fertigated with domestic sewage treated

Devido à pouca informação sobre a capacidade de extração de nutrientes do solo por forrageiras fertirrigadas com efluentes, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de extração de macronutrientes e sódio do solo pelas forrageiras Tifton 85 (Cynodon spp) e Capim Marandú (Brachiaria brizantha) fertirrigadas com esgoto doméstico tratado em três ciclos de produção, em condições de casa de vegetação. Os experimentos foram montados num delineamento inteiramente casualizado, sendo um para cada espécie, ambos no esquema em parcelas subdivididas 4x3 com 5 repetições, sendo quatro ratamentos fertirrigados com esgoto doméstico tratado nas dosagens de 20, 40, 60 e 80 kg ha-1 de nitrogênio nas parcelas e nas subparcelas, três ciclos de produção onde foram realizados cortes no material vegetal das forrageiras, sempre aos 30 dias após o término da aplicação do esgoto doméstico tratado. Após cada corte, os tratamentos foram novamente aplicados e no material vegetal cortado foram quantificados os teores foliares dos macronutrientes e sódio extraídos do solo pelas forrageiras. Os resultados obtidos demonstraram que a aplicação de nitrogênio por meio do esgoto doméstico tratado e os ciclos de produção (cortes) afetaram positivamente a produção de massa seca e a extração dos macronutrientes e sódio pelas plantas de Tifton 85 e de Capim Marandú.

Due to limited information on the ability to extract nutrients from the soil by forage fertigated with effluent, the present study aimed to evaluate the extraction capacity of soil macronutrients and sodium by fodder Tifton 85 (Cynodon spp) and Marandu Grass (Brachiaria brizantha) fertigated with treated domestic sewage on three production cycles in greenhouse conditions. The experiments were performed in a completely randomized design, one for each species, both in split plot layout 4x3 with 5 repetitions, four fertigation with treated domestic sewage at dosages of 20, 40, 60 and 80 kg ha-1 nitrogen in plots and subplots, three production cycles where cuts were made in the forage plant material, always 30 days after the completion of the application of treated domestic sewage. After each cut, the treatments were applied again and cut plant material were quantified foliar levels and sodium extracted from the soil by forage. The results showed that the application of nitrogen through the treated domestic sewage and production cycles (cuts) positively affected the dry matter production and extraction of macronutrients and sodium by plants and Tifton 85 on the Marandú Grass.

Lodos de esgoto doméstico e industrial no crescimento inicial e qualidade de mudas de pinhão-manso / Urban and industrial sewage sludge in the initial growth and quality of physic nut seedlings

Na região Nordeste do país o pinhão-manso surge como uma planta promissora para a produção de biodiesel devido ao alto teor de óleo nas sementes. O presente trabalho objetivou avaliar o comportamento e a qualidade de mudas do pinhão-manso, em função de doses de lodos de esgoto doméstico e industrial. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação com cinco tratamentos, consistindo de cinco doses de ambos os lodos de esgoto (equivalentes a 0, 100, 150, 200 e 300 kg N total ha-1), no delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. As variáveis analisadas foram: comprimento da parte aérea, comprimento da raiz, número de folhas, diâmetro do caule, massa fresca da parte aérea, massa fresca da raiz, massa seca da parte aérea, massa seca da raiz e índice de qualidade de mudas de Dickson (IQD). O lodo de esgoto industrial favorece as variáveis relacionadas à raiz até a dose de 200 kg N total ha-1 e o lodo de esgoto doméstico as variáveis relacionadas à parte aérea na dose de 200 kg N total ha-1, exceto para a massa seca da parte aérea e raiz de mudas de pinhão-manso. O lodo de esgoto industrial não alterou a quantidade de massa seca da parte aérea de mudas de pinhão-manso. O índice de qualidade de Dickson caracteriza as mudas de pinhão-manso como de boa qualidade, contudo não apresenta diferença significativa entre os tratamentos.

In the Northeast region of the country the physic nut emerges as a promising plant for the biodiesel production, due its high oil content in seeds. This study aimed to evaluate the behavior and seedlings quality of physic nut, depending on the dose of domestic and industrialsewage sludge. The experiments were conducted in a greenhouse with five treatments, consisting in five doses for both sewage sludge (equivalent to 0, 100, 150, 200 and 300 kg total N ha-1), in complete randomized blocks, with four replications. The variables analyzed were: shoot length, root length, leaf number, stem diameter, shoot fresh weight, root fresh weight, shoot dry weight, root dry mass and index of seedlings quality of Dickson. The industrial sewage sludge increases the variables related to the root until level of 200 kg total N ha-1 and domestic sewage sludge increases variables related to shoot at a dose of 200 kg total N ha-1, except for the dry matter of shoot and root system of physic nut seedlings. The industrial sewage sludge did not change the amount of dry matter of shoots of physic nut seedlings. The Dickson quality index (DQI) characterizes the seedlings of physic nut as good quality, however no significant difference was found between treatments.

Bioassessment using benthic macroinvertebrates of the water quality in the Tigreiro river, Jacuí Basin / Bioavaliação por macroinvertebrados bentônicos da qualidade da água no rio Tigreiro, Bacia do Jacuí

This study aimed to evaluate the water quality in the Tigreiro river, Jacuí river Basin, using different approaches. Benthic macroinvertebrates were sampled in July 2010 (winter) and February 2011 (summer) at five sites. In this study were analyzed: microbiological, physical and chemical variables, benthic macroinvertebrates richness and diversity, rapid ecological assessment protocol and benthic biotic indices (% EPT, BMWP'-IAP, ASPT, SOMI). A total of 5,852 individuals were collected belonging to 31 taxa of three Phyla: Annelida, Mollusca and Arthropoda. Chironomidae was the most abundant taxon (63.70%). A reduction in richness, diversity H' and evenness J' was observed from the initial stretches to the end stretches of Tigreiro river. The use of different approaches showed that sites in the rural area were less altered. The Tigreiro river was strongly impacted, mainly due to discharge of domestic effluents in the urban area, and the combination of different metrics was useful to detect impacted sites and the consequence for the water quality.

O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade de água do rio Tigreiro, bacia do rio Jacuí, pelo uso de diferentes abordagens. Macroinvertebrados bentônicos foram coletados em julho/2010 (inverno) e fevereiro/2011 (verão) em cinco pontos. Neste estudo foram analisados: variáveis microbiológicas, físicas e químicas, riqueza e diversidade de macroinvertebrados bentônicos, protocolo de avaliação ambiental rápida e índices bióticos de bentos (% EPT, BMWP'-IAP, ASPT, SOMI). Foram coletados 5.852 indivíduos pertencentes a 31 taxa de três Filos: Annelida, Mollusca e Arthropoda. Chironomidae foi o taxon dominante (63,70%). A redução de riqueza, diversidade H' e uniformidade J' ocorreram da porção inicial em direção à porção final do rio Tigreiro. O uso das diferentes abordagens mostrou que os pontos da área rural foram menos modificados. O rio Tigreiro apresentou-se fortemente impactado, principalmente pela descarga de esgotos domésticos na área urbana e o uso de diferentes métricas foi útil para detectar locais impactados e suas consequências para a qualidade de água.