Brazilian Journal of Environmental Sciences (Online)
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Estudo sobre águas residuárias do agronegócio brasileiro: composição, caracterização físico-química, produção volumétrica e recuperação de recursos
Get PDFBrazil is a significant producer of agricultural and agro-industrial waste, which can be used to recover valuable resources, such as struvite, hydroxyapatite, methane gas, hydrogen gas, and carboxylic acids, to mitigate the environmental impacts of the agro-industrial sector, add economic value to organic waste, and promote the sustainability of natural resources. Thus, this work’s objective was to compile and analyze data on the composition, physical-chemical characterization, and volumetric production of six agricultural and agro-industrial wastewaters (AWWs) from activities of paramount importance in Brazilian agribusiness and to report studies on resource recovery from those liquid wastes. The literature review was carried out by analyzing scientific works obtained by searching for keywords in different databases. It was concluded that swine wastewaters (SWs), slaughterhouse wastewaters (SHWs), and dairy wastewaters (DWs) are the most promising for struvite recovery. DWs also stand out for the recovery of hydroxyapatite. SWs and brewery wastewaters (BWs) are commonly used for prospecting for algae or bacterial biomass and their derivative products. All AWWs analyzed are considered promising for biogas, methane and hydrogen, while the most soluble AWWs are more valuable for carboxylic acid production.
O Brasil é um grande produtor de resíduos agrícolas e agroindustriais, os quais podem ser utilizados para a recuperação de recursos valiosos, como a estruvita, a hidroxiapatita, o gás metano, o gás hidrogênio e os ácidos carboxílicos, visando mitigar os impactos ambientais do setor agroindustrial, agregar valor econômico aos resíduos orgânicos e promover a sustentabilidade dos recursos naturais. Assim, o objetivo deste trabalho foi compilar e analisar dados de composição, de caracterização físicoquímica e de produção volumétrica de seis águas residuárias agrícolas e agroindustriais (ARA) provenientes de atividades de suma importância ao agronegócio brasileiro e reportar estudos sobre recuperação de recursos a partir desses resíduos líquidos. A revisão de literatura foi elaborada por meio da análise de trabalhos científicos obtidos mediante à busca de palavras-chave em diferentes bancos de dados. Concluiu-se que as águas residuárias da criação de suínos (ARCS), as águas residuárias de abate bovino (ARAB) e as águas residuárias do beneficiamento de leite (ARBL) são as mais promissoras para a recuperação de estruvita. As ARBL também se destacam para a recuperação de hidroxiapatita. As ARCS e as águas residuárias da produção de cerveja (ARPC) são comumente utilizadas para a prospecção de biomassa algácea ou bacteriana e seus produtos derivados. Todas as ARA analisadas são adequadas para a prospecção de biogás, metano e hidrogênio, enquanto as ARA mais solúveis são as mais promissoras para a produção de ácidos carboxílicos.
 
Contribuições para melhoria das condições de sustentabilidade em empresas beneficiadoras de gemas
Get PDFThe gemstones and jewels production chain have been an important source of income and job creation in several regions of Brazil. However, sometimes, its activities haven’t been developed in an environmentally correct and sustainable context. In this sense, this work seeks to investigate indicators, to propose a framework of indicators to evaluate and monitor the sustainability conditions of companies that process gemstones. Therefore, a proposal was prepared considering the specificities of the sector, containing 10 indicators and 24 variables distributed in the environmental, economic, social, and technological dimensions. The proposal was verified empirically with a company, a case study, located in Teutônia/RS, which presents the main characteristics of the companies belonging to the sector. The use of the framework of indicators provided information on the company’s sustainability conditions, identifying positive aspects and also those that need to be improved to assist in the search for a more sustainable management of activities. On the other hand, the results achieved present information that can serve as a reference for comparison with other companies in the sector, as well as assist in the decisionmaking process in search of more sustainable conditions.A cadeia produtiva de gemas e joias tem sido uma importante fonte de divisas e de geração de empregos em diversas regiões do Brasil. No entanto, por vezes, suas atividades não têm sido desenvolvidas em um contexto ambientalmente correto e sustentável. Nesse sentido, este trabalho busca investigar indicadores, com a finalidade de propor um quadro de indicadores para avaliar e monitorar as condições de sustentabilidade das empresas beneficiadoras de gemas. Para tanto, foi elaborada uma proposta considerando as especificidades do setor, contendo 10 indicadores e 24 variáveis distribuídos nas dimensões ambiental, econômica, social e tecnológica. A proposta foi verificada empiricamente junto a uma empresa: um estudo de caso, localizada em Teutônia/RS, que apresenta as principais características das empresas pertencentes ao setor. A utilização do quadro de indicadores forneceu informações sobre as condições de sustentabilidade da empresa, identificando aspectos positivos e também os que necessitam ser melhorados para auxiliar na busca de uma gestão mais sustentável das atividades. Por outro lado, os resultados alcançados apresentam informações que podem servir de referência para fins de comparação com outras empresas do setor, assim como auxiliar no processo de tomada de decisão em busca de condições mais sustentáveis
Fragmentação florestal e suas potenciais implicações para a gestão da bacia do Tarumã-Açu, Amazônia Central, Brasil
Get PDFA intensificação do desmatamento e a consequente fragmentação da paisagem natural em bacias hidrográficas urbanas e periurbanas afetam todo o sistema eco-hidrológico, aumentando a necessidade de entendimento de como essas mudanças podem impactar sua sustentabilidade. Nesse sentido, o presente estudo avaliou as potenciais implicações da fragmentação florestal para a gestão da bacia do Tarumã-Açu, a partir da caracterização dos padrões estruturais e funcionais da paisagem. Para tanto, realizou-se o mapeamento e a categorização dos fragmentos florestais da bacia, a partir da classificação supervisionada (Método Bhattacharyya) de imagem Landsat/OLI, e, posteriormente, o cálculo de métricas da paisagem (área, densidade e tamanho, bordas, forma, área central, isolamento e conectividade). As métricas mostraram uma paisagem bastante fragmentada, especialmente na região do baixo curso da bacia, que concentra os menores, mais dispersos e vulneráveis fragmentos, mesmo em unidades de conservação. Já a região da cabeceira possui os maiores fragmentos, com grande quantidade de área central e alta conectividade estrutural e funcional, fundamentais para a sustentabilidade da bacia e que, portanto, merecem atenção e priorização dos gestores. Os resultados oferecem subsídios importantes e dados inéditos que podem contribuir para a elaboração do plano de gestão da bacia e para a definição de estratégias de conservação e restauração dos remanescentes florestais, indicando áreas prioritárias para implementação dessas ações.The intensification of deforestation and the consequent fragmentation of the natural landscape in urban and periurban watersheds affect the entire eco-hydrological system, increasing the need to understand how these changes can affect their sustainability. In this sense, the present study evaluated the potential implications of forest fragmentation for the management of the Tarumã-Açu basin, based on the characterization of the structural and functional patterns of the landscape. For this, we mapped and categorized the basin’s forest fragments, based on the supervised classification (Bhattacharyya Method) of Landsat/OLI image, and, subsequently, we calculated the landscape metrics (area, density and size, edge, form, core, isolation and connectivity). The metrics showed a very fragmented landscape, especially in the region of the basin’s low course, which concentrates the smallest, most dispersed, and vulnerable fragments even in conservation units. The headwater region, on the other hand, has the largest patches, with a large amount of central area and high structural and functional connectivity, which are fundamental for the sustainability of the basin and, therefore, deserve attention and prioritization by managers. The results offer important subsidies and unpublished data that can contribute to elaboration of the basin’s management plan and for the definition of conservation and restoration strategies of the forest remnants, indicating priority areas for the implementation of these actions
PROJETO PARQUE CAPIBARIBE, RECIFE: REINVENTANDO A CIDADE A PARTIR DO RIO
Get PDFCidade anfíbia, o Recife não valoriza seus rios em seu ordenamento territorial. Principal curso d’água da cidade, o Capibaribe chegou a receber atenção correspondente ao seu papel de articulador e estruturador dos espaços urbanos no passado. Desde então, esse interesse reflui, resultando em um quadro preocupante: o Recife deu as costas ao rio, desprezando tanto sua função de organização e amenização dos espaços urbanos, quanto seu potencial de dar coesão à imagem da cidade. Frente ao processo de mudanças climáticas, a cidade é uma das mais vulneráveis, ocupando o 16º lugar na lista de pontos de acesso mundiais. Para enfrentar essas problemáticas e revalorizar o papel no rio que atravessa o coração da cidade, pesquisadores, arquitetos, engenheiros e sociólogos do Pesquisa e Inovação para as Cidades - Universidade Federal de Pernambuco (INCITI‑UFPE) foram convidados pela Prefeitura da Cidade do Recife para projetar um parque linear às suas margens. O objetivo do Projeto Parque Capibaribe era responder à uma questão chave: como transformar a cidade a partir do rio? Fundado em uma abordagem estrutural da paisagem e guiado por preceitos como a sustentabilidade e a requalificação de espaços públicos, o projeto alinha-se com um paradigma em formação, associando aspectos como a integração setorial e disciplinar, a sensibilidade para com as águas e a participação social para efetivação do parque. Este artigo resume o desenvolvimento desse projeto, seus referenciais teórico‑metodológicos e resultados, sua natureza e contribuições. Revela-se que, além do projeto de um parque, consolidou-se a perspectiva de estruturação de um sistema de parques, primeiro passo rumo à concepção de uma cidade parque no ano de 2037, ano em que o Recife festeja seus 500 anos.Recife is an amphibious city whose urban development does not value its rivers. In the past, the city’s main watercourse, the river Capibaribe, was understood to play a key role in structuring urban spaces and providing connectivity. Since then, this understanding has dwindled, and the resulting situation is a cause of great concern. Recife City has turned its back on the banks of its rivers and neglected both their capacity to smooth and shape urban space, and their potential to create a coherent image of the city. Recife is one of those cities in the world that are most vulnerable to climate change, ranking 16th in the list of world hotspots. In order to confront these challenges and rethink the role of the river that runs in the heart of Recife, researchers, architects, engineers, and sociologists from Research and Innovation for Cities — Universidade Federal de Pernambuco (INCITI-UFPE) were invited by the Recife City Hall to draw up plans for a park stretching along the river’s banks. Capibaribe Park Project attempts to answer one key question: How can we use the river to transform the city? The park project is based on a structural approach to landscape and is guided by the precepts of sustainability and regeneration of public spaces, in line with the emerging paradigm that combines a cross-disciplinary and cross-sector approach with water-sensitive design and social participation. The present article presents an overview of the main characteristics and development of this project, its theoretical and methodological underpinnings, its contribution to society, and the results achieved so far. It shows how, in addition to the planned park, the project also envisages the installation of a much more extensive system of parks, as a first stage towards the creation of park-city by the 500th anniversary of the foundation of Recife, in 2037
NANOPARTÍCULAS NO AMBIENTE AQUÁTICO – DA PRODUÇÃO AO TRATAMENTO DA ÁGUA: UMA REVISÃO
Get PDFInvestments in nanotechnology are increasing together with its application in daily products. The use of nanomaterials leads to their release in the environment and the contamination of rivers, which can cause toxicity to the aquatic biota and human beings. Nanomaterials are present in rivers of several countries. However, the detection of nanomaterials in river samples is difficult, so probabilistic methods are being developed to determine their concentration in aquatic environments. Fortunately, water treatments have proven to be effective in removing these nanomaterials. Therefore, the present study aimed to describe the many pathways that nanoparticles can follow from their production to their final destination, along with their possible detection and toxicity, based on the search of manuscripts from ScienceDirect, Wiley Online Library, and Periódicos Capes databases.Os investimentos em nanotecnologia estão crescendo e, juntamente com
eles, sua aplicação em produtos de uso diário. O uso de nanomateriais
implica em sua liberação no meio ambiente e na contaminação do rio, o
que pode causar toxicidade para a biota aquática e para os seres humanos.
A presença de nanomateriais em rios ocorre em diferentes países. Entretanto,
a detecção de nanomateriais em amostras de rios é difícil, portanto métodos
probabilísticos estão sendo desenvolvidos para determinar a concentração
de nanomateriais em ambientes aquáticos. Felizmente, os tratamentos
de água estão demonstrando eficácia na remoção desses nanomateriais.
Portanto, o objetivo do presente estudo foi descrever os diversos caminhos
que as nanopartículas podem ter desde sua produção até seu destino final,
juntamente com sua possível detecção e toxicidade, baseado na pesquisa
de manuscritos nas bases de dados da Science Direct, Wiley Online Library e
Periódicos Capes
EVALUATION OF LIMITING NUTRIENT OF ALGAL PRODUCTION IN RESERVOIRS OF THE BRAZILIAN SEMIARID
Get PDFA sobrecarga de nutrientes em reservatórios artificiais pode representar um risco para a saúde humana e para a biodiversidade aquática. Assim, o estado trófico de um reservatório é uma característica importante para o entendimento das suas condições ambientais e seus possíveis usos. Sua descrição pode ser feita com base na concentração de nutrientes, principalmente o fósforo. Dessa forma, este trabalho testou a hipótese de que o fósforo total é o nutriente limitante do crescimento fitoplanctônico em reservatórios do semiárido brasileiro. Três modelos empíricos foram utilizados para inferir o status de nutriente limitante. Além disso, uma análise de regressão linear múltipla foi utilizada para estabelecer a relação de causalidade entre nutrientes (nitrogênio total — NT e fósforo total — PT) e a produção algal. Os resultados não confirmaram a hipótese. Conforme dois modelos utilizados, o NT foi o fator preponderante para a produção algal em cerca de 60% dos reservatórios, fato também observado na análise de regressão linear. Segundo o critério de Carlson, a herbivoria pode ser um importante fator do desenvolvimento algal. Assim, nossos resultados mostraram que a eutrofização por ambos os nutrientes, relevantemente o NT, e a herbivoria merecem ser considerados.Nutrient overload in artificial reservoirs can pose a risk to human health and aquatic biodiversity. Thus, the trophic state of a reservoir is an important characteristic for understanding its environmental conditions and possible uses. Its description can be made from the concentration of nutrients, mainly phosphorus. Thus, this study tested the hypothesis that total phosphorus is the limiting nutrient of phytoplankton growth in Brazilian semiarid reservoirs. Three empirical models were used to infer the status of limiting nutrient. In addition, a multiple linear regression analysis was used to establish the causality relationship between nutrients (total nitrogen — TN and total phosphorus — TP) and algal production. The results did not confirm the hypothesis. According to two models used, the TN was the preponderant factor for algal production in about 60% of the reservoirs. This was also observed in the linear regression analysis. According to Carlson’s model, herbivory can be an important factor in algal development. Thus, our results showed that eutrophication by both nutrients, especially the TN, and zooplankton grazing deserve to be considered
GROUNDWATER VULNERABILITY TO AGROCHEMICAL CONTAMINATION
Get PDFThis research aimed at evaluating groundwater vulnerability to agrochemical contamination. To that end, we developed an index called Hydric Vulnerability and Agrochemical Contamination Index (HVACI), which integrates a geographic information system and fuzzy logic to measure catchment vulnerability to agrochemical contamination. Our case study investigates two sub-basins, the Baixo Jaguaribe and the Médio Jaguaribe, in the state of Ceará, Brazil. We built a logical relationship matrix involving economic and environmental information as a tool to enhance public managers’ decision-making capabilities. Evaluation was based on four categories of vulnerability — high, medium-high, medium-low, and low —, and we found that the joint area of the Baixo Jaguaribe and Médio Jaguaribe sub-basins presented the following levels of risk contamination: 80.3% of the area had low vulnerability, 3.5% had medium-low vulnerability, 3.0% had medium-high vulnerability, and 13.2% had high vulnerability. Geographically, the municipalities with high vulnerability to contamination by pesticides were Aracati, Icapuí, Limoeiro do Norte, Tabuleiro do Norte, and Quixeré. Therefore, HVACI is an important tool for directing environmental management efforts toward areas identified as highly vulnerable to agrochemical contamination.O objetivo deste estudo foi avaliar a vulnerabilidade das águas subterrâneas à contaminação por agroquímicos por meio da construção do índice de vulnerabilidade hídrica e contaminação agroquímica (IVHCA), utilizando sistema de informação geográfica acoplado à lógica fuzzy. Este estudo foi aplicado no Ceará, para as sub-bacias hidrográficas do Baixo e Médio Jaguaribe. Elaborou-se uma matriz de relacionamento lógico envolvendo informações econômicas e ambientais, visando munir os gestores públicos com uma ferramenta capaz de direcionar a tomada de decisão. A avaliação foi realizada por meio de quatro categorias: alta, média-alta, média-baixa e baixa vulnerabilidade. Verificou-se que 80,3% da área conjunta das subbacias do Médio e Baixo Jaguaribe apresentou baixa vulnerabilidade hídrica à contaminação por agroquímicos e que 3,5% dessa área possui médiabaixa vulnerabilidade; 3% possui média-alta vulnerabilidade; e 13,2%, alta vulnerabilidade. Os municípios de Aracati, Icapuí, Limoeiro do Norte, Tabuleiro do Norte e Quixeré foram os que apresentaram áreas com alta vulnerabilidade. Portanto, o IVHCA é uma importante ferramenta para o direcionamento de esforços de gestão ambiental em áreas identificadas com elevada vulnerabilidade à contaminação por agroquímicos
INTEGRAÇÃO DE FERRAMENTAS DE MODELAGEM AMBIENTAL, FRAGMENTAÇÃO DA PAISAGEM E TRATAMENTOS ESTATÍSTICOS NA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS
Get PDFA modelagem ambiental é um processo computacional de amplas aplicações, incluindo projeção de cenários por meio dos autômatos celulares, em que células interagem por meio de condições predefinidas, possibilitando a previsão de futuros cenários. Dessa forma é possível avaliar, por exemplo, a evolução de atividades antrópicas em bacias hidrográficas com o uso de base cartográfica e imagens de satélite. Essa projeção é importante para a qualidade das águas, visto que os recursos hídricos são amplamente prejudicados por atividades humanas. Desse modo, o presente estudo tem como objetivo simular cenários para 15 anos em uma área localizada na bacia hidrográfica do ribeirão Vermelho, que abrange os municípios de Sabará, Santa Luzia e Taquaraçu de Minas, situados na Região Metropolitana de Belo Horizonte (MG), integrando-os com a fragmentação da paisagem e dados de qualidade das águas. As diferentes informações levantadas foram associadas para se inferir sobre o estado atual das águas e predizer, conforme cenários futuros, tomadas de decisões para melhoria da sua qualidade. Inicialmente, foram mapeados em classes o uso e a ocupação do solo da bacia hidrográfica de três anos (1996, 2006 e 2016). As classes foram divididas em áreas naturais e antrópicas e associadas aos arquivos de drenagem, malha viária e altitude, sendo os inputs para o modelo de projeções de paisagem. A projeção indicou que, entre 1996 e 2016, os remanescentes de vegetação arbórea na bacia hidrográfica reduziram-se de 70 para 55%, e os resultados de análise de água mostraram que o ribeirão não atende aos valores de enquadramento conforme deliberação normativa (DN) 20/1997. Os cenários projetados pelo modelo de paisagem demonstraram o avanço das áreas antropizadas sobre as naturais, as quais em 2032 poderão se sobressair, cobrindo cerca de 60% da bacia hidrográfica. Além disso, essas projeções associadas aos parâmetros físico-químicos indicam tendência à diminuição da qualidade das águas, sendo necessárias tomadas de decisões para a melhora dessa projeção, visando atender ao enquadramento em classe I do curso de água.Environmental modeling is a computational process of wide applications, including projection of scenarios through cellular automata, in which cells interact by means of predefined conditions allowing the prediction of future scenarios. In this way, it is possible to evaluate, for example, the evolution of human activities in hydrographic basins using cartographic bases and satellite images. This projection is important for water quality as water resources are severely affected by human activities. Thus, the present study aims to simulate scenarios for 15 years in an area located in the hydrographic basin of Ribeirão Vermelho, in the municipalities of Sabará, Santa Luzia, and Taquaraçu de Minas, located in the Metropolitan Region of Belo Horizonte, Minas Gerais, integrated with the fragmentation of the landscape and water quality data. The different information collected was associated to infer about the current state of the waters and to predict, according to future scenarios, decision-making to improve water quality. Initially, the use and occupation of land in the three-year hydrographic basin (1996, 2006, and 2016) was mapped into classes. The classes were divided into natural and man-made areas and, associated with the drainage files, road network and altitude, being the inputs for the model of landscape projections. The projection indicated that between 1996 and 2016 the remnants of tree vegetation in the hydrographic basin decreased from 70 to 55% and the results of water analysis showed that the stream does not meet the framing values according to DN 20/1997. The scenarios projected by the landscape model demonstrated the advance of anthropized areas over natural ones, which in 2032 may stand out, covering about 60% of the hydrographic basin. In addition, these projections associated with physical-chemical parameters indicate a tendency to decrease water quality, making decisions necessary to improve this projection, aiming to meet the class I classification of the watercourse