Brazilian Journal of Environmental Sciences (Online)
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Spatial and seasonal variation in pollution from pharmaceuticals and personal care products and the ecological risks in the Upper Paraná River Basin – Brazil
Get PDFBoth pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) contaminate river water in Brazil. To determine the extent of such contamination in the rivers and tributaries of important basins in the state of Mato Grosso do Sul, Brazilian Midwest, this study aimed to examine the distribution of PPCPs in these waterways and then perform an ecological risk assessment (ERA). To accomplish this, water samples were collected from four river basins and their sub-basins, all of which are located in the southern part of the Brazilian state of Mato Grosso do Sul. PPCP concentrations were quantified, along with assessments of the in situ physicochemical characteristics of the water. ERA was evaluated as a risk quotient (RQ) based on the maximum measured concentration of PPCPs in the samples. The relationship among the concentrations of PPCPs in aqueous samples was examined to assessthe distribution of these substances in the environment. Thehighest concentrations of PPCPs involved caffeine, particularly during the dry season, indicating an intense route of contamination at sampled sites. Among other compounds, pharmaceutical compounds such as diclofenac, ibuprofen, and naproxen were prevalent, especially during the dry season, albeit in slightly lower concentrations. RQ results showed that most compounds investigated represent moderate to high toxicological risk to the aquatic ecosystem. These results suggest that PPCPs are widely distributed in the studied area and provide a benchmark for comparison, or starting point, for future monitoring and environmental recovery programs, as well as encouraging revisions to current legislation.Tanto os produtos farmacêuticos quanto os de higiene pessoal (PFHP) contaminam as águas dos rios no Brasil. Para determinar a extensão dessa contaminação em rios e seus afluentes em importantes bacias hidrográficas no estado de Mato Grosso do Sul, centro-oeste brasileiro, o presente estudo avaliou a distribuição de PFPHP nesses cursos d’água e analisou os riscos ecológicos (ARE) dessas águas. Para tanto, foram coletadas amostras de água de quatro bacias hidrográficas e suas sub-bacias, todas localizadas na parte sul do estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. As concentrações de PFHP foram quantificadas junto com avaliações das características físico-químicas in situ da água. A ARE foi avaliada por meio do quociente de risco (QR) com base na concentração máxima medida de medicamentos nas amostras. A relação entre as concentrações de PFHP em amostras aquosas foi analisada para verificar a distribuição desses medicamentos no meio ambiente. As concentrações mais altas de PFPHP envolveram cafeína, especialmente durante a estação seca, indicando uma rota intensa de contaminação nos locais amostrados. Entre outros compostos, compostos farmacêuticos como diclofenaco, ibuprofeno e naproxeno foram predominantes, especialmente durante a estação seca, embora em concentrações ligeiramente menores. Os resultados de QR mostraram que a maioria dos compostos investigados representa um risco toxicológico moderado a alto para o ecossistema aquático. Esses resultados sugerem que PFHP são amplamente distribuídos na área estudada e fornecem uma referência para comparação, ou seja, um risco de risco elevado
Effect of granulometric characteristics of the filtration medium in prefiltration systems for domestic use purposes in isolated rural communities
Get PDFDecentralized water treatment systems have limitations when raw water has high concentrations of impurities. This study evaluated the influence of different granulometric characteristics of the filter medium on the clogging in pre-filtration systems for domestic use in isolated rural communities, to minimize the impact of impurities in fresh raw water on final treatment. Three pre-filters, filled with filtration material with effective diameters of 0.20, 0.40, and 0.60 mm, and low uniformity coefficient (1.6), were operated continuously for 116 days. At a depth of 5–20 cm, 87, 57, and 41% of the total head loss were concentrated in the granulometries of 0.20, 0.40, and 0.60 mm effective diameters, respectively. Except for apparent color, no statistical difference was identified in water quality parameters between the different granulometries used in the study. The pre-filters showed an average turbidity removal efficiency of 65%. True and apparent colors presented an average removal of 32 and 39%, respectively. Total coliforms were found up to 15 cm deep in the filtration medium. Heterotrophic bacteria were observed throughout the depth of the filtration medium, with more than 1,000 bacterial colonies found. The use of filter media with a larger effective diameter can bring operational benefits, as it shows cleaning frequencies two to three times lower than filter media with smaller granulometry, besides presenting longer filtration runs, minimizing the impact of system operation errors by the owner.Sistemas descentralizados de tratamento de água apresentam limitações quando a água bruta possui altas concentrações de impurezas. Este estudo avaliou a influência de diferentes características granulométricas do meio filtrante no processo de colmatação de sistemas de pré-filtração para uso doméstico em comunidades rurais isoladas, visando minimizar o impacto das impurezas da água fresca bruta no tratamento final. Três pré-filtros, preenchidos com material filtrante de diâmetros efetivos de 0,20, 0,40 e 0,60 mm, e baixo coeficiente de uniformidade (1,6), foram operados continuamente por 116 dias. A uma profundidade de 5–20 cm, 87, 57 e 41% da perda de carga total foram concentradas nas granulometrias de 0,20, 0,40 e 0,60 mm de diâmetros efetivos, respectivamente. Com exceção da cor aparente, não foi observada diferença estatística nos parâmetros de qualidade da água entre as diferentes granulometrias utilizadas no estudo. Os pré-filtros apresentaram uma eficiência média de remoção de turbidez de 65%. A cor verdadeira e a cor aparente apresentaram uma remoção média de 32 e 39%, respectivamente. Coliformes totais estavam presentes até uma profundidade de 15 cm no meio filtrante. Bactérias heterotróficas foram observadas ao longo da profundidade do meio filtrante, com mais de 1.000 colônias bacterianas encontradas. O uso de meio filtrante com um diâmetro efetivo maior pode trazer benefícios operacionais, pois mostrou frequências de limpeza de duas a três vezes menores do que o meio filtrante com granulometria menor, além de apresentar carreiras de filtração mais longas, minimizando o impacto de erros de operação do sistema pelo proprietário
Numerical method for carbon footprint assessment of recycled concrete aggregates
Get PDFO setor da construção é um dos maiores geradores de emissões atmosféricas e de resíduos sólidos, o que denota a necessidade de contabilizar seus impactos ambientais na contribuição para mudanças climáticas. Uma forma de analisar esses efeitos do setor no meio ambiente é por meio da avaliação de ciclo de vida (ACV), que considera os impactos de todo o sistema de produto. Essa pesquisa propôs um método numérico para a ACV de agregado reciclado de concreto (ARCO), relacionado à pegada de carbono, baseado nos procedimentos da NBR ISO 14040, usando bases de dados e outros estudos como referências para a modelagem. Isso atende à necessidade de simplificação do processo de determinação de ACV de ARCO, tendo em vista à complexidade de dados de características do material, oferecendo uma alternativa prática para aplicações acadêmicas e industriais. No modelo, três processos principais foram adotados: a demolição da estrutura de concreto, o transporte do material e a reciclagem do agregado; e foram classificados e quantificados com base nas emissões do uso de energia elétrica e na queima de combustíveis fósseis. Assim, a equação de ACV foi modelada conforme o tamanho final do agregado e com a distância de transporte, possibilitando a obtenção de um valor de pegada de carbono. Ao final, foi possível concluir que o modelo completo foi capaz de simplificar a implementação da ACV em ARCO, obtendo consistência estatística e confiabilidade por meio de validação com estudos de referência.The construction sector is a major generator of atmospheric emissions and solid waste, denoting the need to account for its environmental impacts in contributing to climate change. One way to analyze these effects of the sector on the environment is through life cycle assessment (LCA), which considers the impacts of the entire product system. This research proposed a numerical method for the LCA of recycled concrete aggregate (RCA), related to carbon footprint, based on the procedures of NBR ISO 14040, using databases and other studies as references for modeling. This meets the need to simplify the LCA of the RCA determination process, given the complexity of material characteristics data, offering a practical alternative for academic and industrial applications. In the model, three main processes were adopted: concrete structure demolition, material transportation, and aggregate recycling; they were classified and quantified based on emissions from the use of electrical energy and the burning of fossil fuel. Thus, the LCA equation was modeled according to the final size of the aggregate and transport distances, making it possible to obtain a carbon footprint value. In the end, it was possible to conclude that the complete model was able to simplify the implementation of LCA in RCA, obtaining statistical consistency and reliability through validation with reference studies
Comparison between wildlife-vehicle collisions and fauna recorded by camera traps in highways and fragments of Mixed Ombrophilous Forest in Southern Brazil
Get PDFRoad expansion and the consequent fragmentation of natural habitats pose significant challenges to biodiversity, particularly in endangered biomes such as the Atlantic Forest. This research aimed to inventory the vertebrate species hit along two highways and evaluate the diversity of vertebrate fauna in adjacent forest fragments, recorded by camera traps. It also sought to identify seasonal patterns of wildlife-vehicle collisions and analyze risk factors associated with fauna mortality. The study was conducted on the VRS 873 and ERS 373 highways in the municipalities of Morro Reuter, Santa Maria do Herval, and Gramado, within the Rio Caí Hydrographic Basin, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil, between September 2023 and August 2024. Complementary methodologies for monitoring fauna were used, including systematic surveys of carcasses on the roads and records of nine camera traps, installed in adjacent fragments of Mixed Ombrophilous Forest. Photographic records and wildlife-vehicle collisions totaled 58 vertebrate species, belonging to four taxonomic classes, distributed in 19 orders and 41 families. Amphibians were the group most impacted by wildlife-vehicle collisions, followed by reptiles and mammals, while birds had the lowest incidence. Seasonality influenced the frequency of collisions, possibly associated with climate variations and reproductive patterns of the species. The comparison between data from the highways and forest fragments revealed significant differences in the composition of the recorded fauna, indicating that some groups—particularly amphibians and reptiles—are more vulnerable to wildlife-vehicle collisions due to factors such as displacement behavior and habitat availability. The identification of wildlife-vehicle collisions hotspotshighlights the need for mitigating strategies, such as wildlife passages and road signs, to reduce the impacts on biodiversity and subsidize conservation policies in the region.A expansão rodoviária e a consequente fragmentação dos habitats naturais impõem desafios significativos à biodiversidade, especialmente em biomas ameaçados, como a Mata Atlântica. A pesquisa teve como objetivo inventariar as espécies de vertebrados atropelados ao longo de duas rodovias e avaliar a diversidade da fauna de vertebrados registrada por armadilhas fotográficas em fragmentos florestais adjacentes. Além disso, buscou-se identificar padrões sazonais de atropelamento e analisar fatores de risco associados à mortalidade da fauna. O estudo foi conduzido nas rodovias VRS 873 e ERS 373 nos municípios de Morro Reuter, Santa Maria do Herval e Gramado, inseridos na Bacia Hidrográfica do Rio Caí (BHRC), entre setembro de 2023 e agosto de 2024. Metodologias complementares de monitoramento foram aplicadas, incluindo levantamentos sistemáticos de carcaças nas estradas e registros de nove armadilhas fotográficas instaladas em fragmentos de Floresta Ombrófila Mista adjacentes. Os registros fotográficos e os atropelamentos totalizaram 58 espécies de vertebrados, pertencentes a quatro classes taxonômicas, distribuídas em 19 ordens e 41 famílias. Os anfíbios foram os mais impactados pelos atropelamentos, seguidos por répteis e mamíferos, enquanto as aves apresentaram a menor incidência. A sazonalidade influenciou a frequência dos atropelamentos, possivelmente associada a variações climáticas e padrões reprodutivos das espécies. A comparação entre os dados das rodovias e dos fragmentos florestais revelou diferenças significativas na composição da fauna registrada, indicando que alguns grupos são mais vulneráveis a colisões veiculares em função de fatores como comportamento de deslocamento e disponibilidade de habitat, como no caso de anfíbios e répteis. A identificação de pontos (hotspots)de atropelamento destaca a necessidade de estratégias mitigadoras, como passagens de fauna e sinalização viária, para reduzir os impactos sobre a biodiversidade e subsidiar políticas de conservação na região
Low-temperature partitioning extraction optimized for antibiotics quantification in sewage sludge by liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Get PDFAntibióticos e seus subprodutos de degradação são um grupo relevante de contaminantes de preocupação emergente. As estações de tratamento de águas residuais convencionais não conseguem removê-los. Assim, o descarte descontrolado de antibióticos no ambiente aumenta a disseminação de bactérias resistentes a antibióticos e seus genes. O presente trabalho descreve o desenvolvimento e a validação de um método analítico para a determinação simultânea de três antibióticos — sulfametoxazol (SMX), sulfadiazina (SDZ) e trimetoprima (TMP) — em lodo de esgoto. O método é baseado na extração por partição de baixa temperatura (LTPE) seguida por cromatografia líquida-espectrometria de massas em tandem (LC-MS/MS). LTPE é uma técnica de extração de baixo custo que não requer equipamento específico, nem grandes quantidades de solventes e amostras, nem tempos mais longos para extrair antibióticos do lodo. O procedimento LTPE foi otimizado para lodo anaeróbico seco de reatores de manta de lodo anaeróbico de fluxo ascendente alimentados com esgoto. A influência do teor de massa da amostra, tempo de extração do banho ultrassônico e potencial de hidrogênio (pH) da solução tampão na eficiência da extração foi avaliada com metodologia de planejamento experimental. As melhores condições alcançadas para extrair os antibióticos alvo foram: 150 mg de lodo seco, 20min de banho ultrassônico e pH 7, além de 600 μL de solução tampão McIlvaine e 600 μL de solvente orgânico em um ciclo de extração. Os valores de recuperação foram 52,7% (SMX), 53,6% (SDZ) e 70,1% (TMP), e o método apresentou boa repetibilidade (≤14,7%). Os limites de detecção e de quantificação do método variaram de 3,6 a 11,3 ng g-1 (peso seco) e 11,5 e 36,1 ng g-1, respectivamente. Amostras de lodo de esgoto coletadas de duas estações de tratamento de águas residuais municipais no estado de Minas Gerais/Brasil revelaram a presença de TMP (174,2 e 134,8 ng g-1) enquanto as sulfonamidas estavam abaixo do limite de detecção do método. Até onde sabemos, este é o primeiro estudo baseado em LTPE seguido por LC–MS/MS que foi aplicado para a determinação simultânea de antibióticos SMX, SDZ e TMP em lodo de esgoto.Antibiotics and their degradation byproducts are a relevant group of contaminants of emerging concern. Conventional wastewater treatment plants fail to remove them. Thus, uncontrolled disposal of antibiotics in the environment increases the spread of antibiotic-resistant bacteria and their genes. The present work describes the development and validation of an analytical method for the simultaneous determination of three antibiotics—sulfamethoxazole (SMX), sulfadiazine (SDZ), and trimethoprim (TMP)—in sewage sludge. The method is based on low-temperature partitioning extraction (LTPE) followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). LTPE is a low-cost extraction technique that does not require specific equipment, large amounts of solvents and samples, nor longer times to extract antibiotics from sludge. TheLTPE procedure was optimized for dried anaerobic sludge from upflow anaerobic sludge blanket reactors fed with sewage. Theinfluence of sample mass content, ultrasonic bath extraction time, and potential of hydrogen (pH) of the buffer solution on extraction efficiency was evaluated with experimental design methodology. Thebest conditions achieved to extract the target antibiotics were: 150 mg dried sludge, 20min of ultrasonic bath, and pH 7, in addition to 600 μL of McIlvaine buffer solution, and 600 μL organic solvent in one cycle of extraction. The recovery values were 52.7% (SMX), 53.6% (SDZ), and 70.1% (TMP), and the method exhibited good repeatability (≤14.7%). The method detection and quantification limits ranged from 3.6 to 11.3 ng g-1 dw (dry weight) and 11.5 and 36.1 ng g-1 dw, respectively. Sewage sludge samples collected from two municipal wastewater treatment plants in Minas Gerais state/Brazil revealed the presence of TMP (174.2 and 134.8 ng g-1 dw) while sulfonamides were lower than the method detection limit. To the best of our knowledge, this is the first study based on LTPE followed by LC-MS/MS that was applied to simultaneously determine SMX, SDZ, and TMP antibiotics in sewage sludge
Microplastics and particulate matter: assessment of atmospheric pollution in the Region of Hortênsias, Brazil:
Get PDFAtmospheric pollution is one of the main consequences of anthropogenic activities in the environment. The insertion of particles suspended in the air, which are composed of dust, fumes, microplastics, and aerosols emitted by industries, vehicles, and constructions, alters the quality of the environment they are inserted into, impacting both human health and the environment. Therefore, this study aimed to identify the atmospheric particles that may influence the air quality in the Region of Hortênsias (municipalities of Canela and Gramado) in Rio Grande do Sul state. The concentrations of the particulate matter PM2.5 and PM2.5-10 were evaluated at two sites from April 2021 to April 2022. The fine and coarse particulate matter sampler (FCS) was used to collect samples at the site located in Canela. In Gramado, besides the FCS, a dichotomous sampler was also used. The filters were observed under a microscope to evaluate the presence of polymeric material. The selected particles were then analyzed by scanning electron microscopy (SEM) coupled with energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS). Six samples of PM2.5 did not meet the air quality standards recommended by the World Health Organization guideline. The results demonstrated low air quality, and the microscopic analysis detected the presence of particles with polymeric material characteristics. These particles suggest traces of microplastics, in addition to the presence of vehicular soot and fly ash when analyzed by SEM/EDS.A poluição atmosférica é uma das principais consequências das atividades antrópicas no meio ambiente. A inserção de partículas suspensas no ar, compostas por poeiras, fumos, microplásticos e aerossóis emitidos por indústrias, veículos e construções, altera a qualidade do ambiente em que estão inseridas, impactando tanto a saúde humana quanto o meio ambiente. Portanto, este estudo teve como objetivo identificar as partículas atmosféricas que influenciam a qualidade do ar na Região de Hortênsias (municípios de Canela e Gramado) no Rio Grande do Sul. As concentrações do material particulado MP2,5 e MP2,5-10 foram avaliadas em dois locais no período de abril de 2021 a abril de 2022. O amostrador de material particulado fino e grosso (AFG) foi utilizado para coleta de amostras no local localizado em Canela. Em Gramado, além do AFG, também foi utilizado um amostrador dicotômico. Os filtros foram observados ao microscópio para avaliar a presença de material polimérico. As partículas selecionadas foram então analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectroscopia de raios x por dispersão de energia (EDS). Seis amostras de MP2,5 não atendiam aos padrões de qualidade do ar recomendados pelas diretrizes da Organização Mundial da Saúde. Os resultados demonstraram baixa qualidade do ar, e a análise microscópica detectou a presença de partículas com características de material polimérico. Essas partículas sugerem vestígios de microplásticos, além da presença de fuligem veicular e cinzas volantes quando analisadas por MEV/EDS
Three-dimensional numerical modeling and analysis of multiphase distribution in a UASB reactor with experimental validation of biogas volumetric flow rate
Get PDFPesquisas envolvendo simulação numérica para modelar processos físicos, como o comportamento do escoamento multifásico em reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), requerem uma etapa de validação dos dados numéricos, a fim de assegurar a adequação do modelo para representar a dinâmica física do processo estudado. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo desenvolver uma modelagem matemática e realizar simulações numéricas para investigar o comportamento do escoamento multifásico em um reator UASB , validando os dados numéricos relativos à vazão volumétrica de biogás por meio de dados reais captados no separador trifásico. Utilizando o software Ansys® CFX, foram simulados casos trifásicos, turbulentos, transientes, Eulerian-Eulerian, considerando diferentes frações volumétricas de gás (FVG de 0,026; 0,130 e 0,260) na entrada do modelo, para investigar sua influência na distribuição e velocidade das fases e na taxa de deformação dos sólidos. Para validação do modelo, dados experimentais da vazão volumétrica de biogás na interface líquido-gás foram comparados com os resultados numéricos, ocorrendo um erro relativo de 4,2% no caso simulado com a FVG de 0,026. Nos casos estudados, o comportamento da distribuição das fases permaneceu constante. As velocidades mostraram que o gás se movia cerca de 200 vezes mais rápido que o líquido, enquanto os sólidos alcançaram velocidades de 10 a 30 vezes superiores às do líquido, porém no sentido contrário ao fluxo. Constatou-se ainda que uma maior FVG resulta em uma taxa mais elevada de deformação dos sólidos por tensões de cisalhamento. O modelo validado é adequado para investigações futuras visando melhorias no escoamento de reatores UASB.Research involving numerical simulations to model physical processes, such as the behavior of multiphase flow in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors, requires a validation step for the numerical data to ensure that the model accurately represents the physical dynamics of the studied process. In this context, the present study aimed to develop a mathematical model and perform numerical simulations to investigate the multiphase flow behavior in a UASB reactor, validating the numerical data regarding the biogas volumetric flow rate based on real data collected from the three-phase separator. Using Ansys® CFX software, three-phase, turbulent, transient, Eulerian-Eulerian simulations were conducted with different gas volume fractions (GVF of 0.026; 0.130; and 0.260) at the inlet of the model to examine their influence on phase distribution, velocity, and solid deformation rate. To validate the model, experimental biogas volumetric flow data at the liquid-gas interface were compared with the numerical results, showing a relative error of 4.2% for the case simulated with a GVF of 0.026. In the cases studied, the phase distribution behavior remained consistent. The velocities showed that the gas moved approximately 200 times faster than the liquid, while the solids reached speeds 10 to 30 times higher than the liquid, but in the opposite direction. It was also found that higher GVF led to increased solid deformation rates due to shear stresses. The validated model is suitable for future studies aiming to improve UASB reactor flow behavior
Influence of liquid swine slurry on soil quality and water infiltration
Get PDFOs dejetos líquidos suínos (DLS) podem melhorar a qualidade do solo quando aplicados em áreas de agricultura. No entanto, quando aplicados indiscriminadamente, podem causar contaminação do solo e dos recursos hídricos. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos nos atributos químicos, físicos e hídricos do solo, decorrentes da aplicação de DLS, assim como na infiltração de água. Nesta pesquisa, foram avaliadas duas áreas, nomeadamente: área 1 (tratamento 1), onde não ocorre a aplicação de DLS; e área 2 (tratamento 2), com aplicação de DLS no solo no período de três anos, duas vezes por ano. Para a caracterização física do solo, foram analisados os dados de umidade, densidade de partículas, densidade do solo e porosidade total. Para a caracterização química do solo, foram efetuadas análises de potencial de hidrogênio (pH), matéria orgânica, hidreto de alumínio (H+Al), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), sódio (Na), soma das bases (SB), capacidade de troca catiônica (CTC) e saturação de base (V%). Um infiltrômetro de duplo anel foi utilizado para determinar a infiltração de água no solo. O tratamento 2 apresentou maior média de velocidade de infiltração de água, além de maiores teores de matéria orgânica, umidade e K. No entanto, esse tratamento resultou em um solo mais ácido, com um pH mais baixo e um valor maior de H+Al quando comparado ao tratamento 1. Foram encontradas diferenças estatísticas significativas entre os dois tratamentos para pH, H+Al, K, SB, V, Mg e matéria orgânica. Pode-se concluir que a aplicação de DLS no solo contribui na melhoria da qualidade do solo.Liquid swine slurry (LSS) can improve soil quality when applied to agricultural areas. However, when applied indiscriminately, it can cause contamination of soil and water resources. In this context, this study aimed to evaluate the effects on chemical, physical, and water attributes of the soil, resulting from the application of LSS, as well as on water infiltration. In this research, two areas were evaluated, namely: area 1 (treatment 1), where LSS is not applied; and area 2 (treatment 2), with LSS applied to the soil for a period of three years, twice a year. For the physical characterization of the soil, data on moisture, particle density, soil density, and total porosity were analyzed. For the chemical characterization of the soil, analyses were performed for potential hydrogen (pH), organic matter, aluminum hydride (H+Al), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), sodium (Na), sum of bases (SB), cation exchange capacity (CEC), and base saturation (V%). A double-ring infiltrometer was employed in order to determine water infiltration into the soil. Treatment 2 showed a higher average water infiltration velocity, in addition to higher levels of organic matter, moisture, and K. However, this treatment resulted in a more acidic soil, with a lower pH and a higher value of H+Al when compared to treatment 1. Significant statistical differences were found between the two treatments for pH, H+Al, K, SB, V, Mg, and organic matter. It can be concluded that the application of LSS in the soil contributes to improving soil quality
Heterogeneous Fenton process optimization with Ni0.5Zn0.5Fe2O4 nanocatalyst in stabilized landfill leachate treatment
Get PDFLandfill leachates are highly complex and recalcitrant effluents, exhibiting high pollution potential when not subjected to proper treatment. The heterogeneous Fenton process with Ni0.5Zn0.5Fe2O4nanocatalyst was applied to optimize the decolorization of stabilized raw landfill leachate, considering the color number in terms of the spectral absorption coefficient. For this, the central composite design (CCD) and the response surface methodology (RSM) were used to optimize the operating parameters: pH, catalyst concentration, and H2O2 factor. Ni0.5Zn0.5Fe2O4 catalyst was characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), textural analysis using the Brunauer–Emmett–Teller and the Barrett–Joyner–Halenda (BET-BJH) method, scanning electron microscopy (SEM), and dynamic light scattering (DLS). According to the analysis of variance (ANOVA), the model generated by experimental data regression was statistically significant, with a coefficient of determination (R2) of 0.96. The optimal point defined by the response surfaces corresponded to the values of H2O2 factor 1.14, pH 8.02, and catalyst concentration 0.66 g L-1, whose combination of values resulted in a theoretical response of 89.70% decolorization of the leachate. The validation tests revealed an excellent fit between the value predicted by the model and the values obtained experimentally. The reproducibility of the optimized condition is limited to stabilized leachates. Under the optimized condition, the heterogeneous Fenton process, when compared to the isolated H2O2 and Ni0.5Zn0.5Fe2O4 processes, provided higher absorbance removals of simple and conjugated aromatic compounds, as well as the integrated spectral area from 200 to 800 nm, thus revealing its effectiveness in the treatment of landfill leachate, considering the parameters analyzed, and its contribution to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs).Lixiviados de aterros sanitários são efluentes de elevada complexidade e recalcitrância, apresentando alto potencial poluidor quando não submetidos a tratamentos adequados. O processo Fenton heterogêneo com nanocatalisador Ni0,5Zn0,5Fe2O4 foi aplicado para otimizar a descoloração de lixiviado estabilizado in natura de aterro sanitário, considerando-se o número de cor em termos do coeficiente de absorção espectral. Para isso, foram utilizados o delineamento composto central rotacional (DCCR) e a metodologia de superfície de resposta (MSR) para a otimização dos parâmetros operacionais: pH, concentração de catalisador e fator de H2O2. O catalisador Ni0,5Zn0,5Fe2O4 foi caracterizado por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise textural pelo método BET-BJH, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). De acordo com a análise de variância (ANOVA), o modelo gerado pela regressão dos dados experimentais foi estatisticamente significativo, com coeficiente de determinação (R2) de 0,96. O ponto ótimo definido pelas superfícies de resposta correspondeu aos valores de 1,14 de fator de H2O2, 8,02 de pH e 0,66 g L-1 de concentração de catalisador, cuja combinação de valores resultou na resposta teórica de 89,70% de descoloração do lixiviado. Os testes de validação revelaram excelente ajuste entre o valor predito pelo modelo e os valores obtidos experimentalmente. A reprodutibilidade da condição otimizada limita-se aos lixiviados estabilizados. Na condição otimizada, o processo Fenton heterogêneo, quando comparado aos processos isolados H2O2 e Ni0,5Zn0,5Fe2O4, proporcionou maiores remoções de absorbância de compostos aromáticos simples e conjugados, como também de área espectral integrada de 200 a 800 nm, revelando, portanto, sua efetividade no tratamento de lixiviado de aterro sanitário, considerando-se os parâmetros analisados e sua contribuição para o alcance dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Identity of recyclable material collectors associated with Chapecó (SC), Brazil
Get PDFEste artigo teve como objetivo identificar se o catador de material reciclável inserido em associações em Chapecó/SC tem conhecimento de seus direitos e do papel que desenvolve em prol do meio ambiente. A metodologia segue a orientação qualiquantitativa, sendo aplicados questionários semiestruturados aos 120 catadores pertencentes às 12 associações. Utilizou-se o software Statistical Package for Social Sciences (SPSS) versão 28.0, além da análise de conteúdo dos dados levantados. O estudo demonstrou que parte significativa dos catadores não conhece seus direitos e não se identifica como trabalhador do setor da reciclagem. Constatou-se que 100% dos catadores reconhecem a importância da atividade da catação para o meio ambiente e a comunidade, porém sofrem o estigma por trabalharem com o lixo. Nesse sentido, 55,9% do grupo afirmou que não queriam que os filhos seguissem a profissão. Perante os resultados se conclui que o trabalho desenvolvido pelo catador ocupa um espaço de contradição na cadeia da reciclagem, pois, apesar da inclusão econômica por meio do trabalho, ele é produzido em condições precárias e sem reconhecimento social.The aim of the present study was to identify whether recyclable material collectors in Chapecó Associations, Santa Catarina State, are aware of their rights and role in helping to protect the environment. This study combined qualitative and quantitative methodologies and used semi-structured questionnaires that were applied to 120 collectors from 12 associations. Content analysis was the tool adopted for data collection, and data analysis was performed using Statistical Package for Social Sciences (SPSS) software, version 28.0. According to the study results, many collectors were unaware of their rights, but they do not identify themselves as workers in the recycling sector. In total, 100% of collectors recognize waste collection relevance for both the environment and the community; however, they still face the stigma of handling “trash.” Thus, 55.9% of the assessed group stated that they do not want their children to pursue their profession. Accordingly, collectors have a paradoxical position in the recycling chain. In fact, despite providing economic inclusion, this activity lacks social recognition, and these professionals’ work is still carried out under precarious conditions