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Avaliação de lagoas de lemnas no polimento de efluentes e na fixação de CO2
No full textTCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Sanitária e Ambiental.Atualmente, a remoção de nutrientes em sistemas de tratamento de esgotos é um grande desafio para o setor de saneamento. As tecnologias empregadas para este fim são, geralmente, dependentes de energia e alta complexidade operacional gerando ônus aos municípios. Se os nutrientes não forem removidos adequadamente, os efluentes descartados podem causar sérios problemas aos corpos receptores, como a eutrofização. Por outro lado, os sistemas convencionais de tratamento também são responsáveis pela emissão de gases do efeito estufa (GEE) como CO2, CH4 e N2O. Como alternativa, as lagoas de lemnas têm sido utilizadas com sucesso para o polimento de efluentes e vêm se popularizando nos últimos anos, pois, além da grande capacidade dessas plantas na remoção de nutrientes e na fixação de CO2, ocorre a produção de uma biomassa com elevado potencial de valorização para fins energéticos e nutricionais. Assim, o presente estudo avaliou duas lagoas de lemnas (L. punctata) em escala piloto para a remoção de nitrogênio e fósforo do esgoto sanitário, além da produtividade de biomassa e fixação de carbono. A eficiência de remoção para o nitrogênio total (Nt= NO3 + NTK), ficou em 87,2% e 81,1%, para LL1 e LL2 respectivamente. Para o nitrogênio amoniacal as eficiências alcançadas foram de 86,1% em LL1, e 95,8% em LL2. Já para o fosfato (PO4), a remoção ficou em 82% para LL1 e 93% para LL2. A produtividade média de biomassa para as duas lagoas foi de 4,23 g/m².d-1. Pela estimativa da fixação de CO2 para as lagoas avaliadas, chegou-se a uma taxa média de 4,65 g/m2.d-1, ou em torno de 17 t/ha .ano-1. De maneira geral, as lagoas avaliadas apresentaram bons resultados na remoção de nutrientes, e se mostraram como uma tecnologia potencial para auxiliar a diminuir as emissões de CO2 em sistemas de tratamento de esgotos domésticos
Remoção de nutrientes de efluentes líquidos através de lagoas de lemnas com chicanas
No full textTCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Sanitária e Ambiental.O despejo de esgotos in natura ou tratados indevidamente pode comprometer o equilíbrio dos ecossistemas e a qualidade da água para abastecimento. A introdução de nutrientes (nitrogênio e fósforo) em corpos hídricos pode originar processos de eutrofização, muitas vezes irreversíveis. Neste contexto, as lagoas de lemnas se apresentam como uma alternativa economicamente viável para a remoção de N e P de esgotos. Também ocorre em lagoas de lemnas a produção de uma biomassa de alto valor nutricional e energético. O presente trabalho avaliou a eficiência de remoção desses nutrientes e a produção de biomassa em uma lagoa de lemnas (Landoltia punctata) com chicanas. Esta lagoa com dimensões de 3,0 x 1,0 x 0,3 m (volume de 1 m³ e área de 3 m²) recebeu efluente sintético com uma vazão de 72 l.d-1. Foram realizadas coletas e análises do efluente em três pontos de amostragem: efluente bruto, centro da lagoa e saída da lagoa. Os parâmetros de qualidade avaliados foram NTK, amônia, nitrato e fosfato pH, temperatura e OD. Após 39 dias de operação obteve-se uma remoção média de 33,3% de NTK, e 29,9% de fosfato, a partir de uma carga aplicada de 3,9 e 2,5 g.m-².d-1 respectivamente. A produtividade relativa de biomassa foi de 2,52 g de lemnas.m-².d-1, com um teor de nitrogênio de 4,52% (28% de proteína bruta). Apesar de ser significativa, a eficiência obtida para a remoção de nutrientes foi menor do que o esperado. Acredita-se que condições físico-químicas do efluente, como elevada dureza e baixo pH possam ter prejudicado o desenvolvimento as lemnas, as quais apresentaram alterações morfológicas (atrofia)
Uso de macrófitas lemnáceas (Landoltia punctata) no polimento e valorização do efluente de suinocultura e na fixação de carbono
No full textTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2010A suinocultura é uma das atividades mais impactantes ao meio ambiente no Estado de Santa Catarina devido ao potencial poluidor de seus dejetos. Além da contaminação direta de corpos d#água superficiais e subterrâneos, causando diversos problemas ecológicos, a decomposição destes dejetos gera uma grande quantidade de gases de efeito estufa (GEE) que atingem a atmosfera contribuindo para o fenômeno de mudanças climáticas. Levando-se em consideração as condições econômicas dos produtores rurais do Estado é de extrema importância que novas tecnologias, eficientes e de baixo custo, estejam disponíveis para contribuir com a redução dos impactos ambientais causados por essa atividade. Assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial de macrófitas lemnáceas como uma tecnologia para o tratamento e valorização dos efluentes líquidos e gasosos da suinocultura. Estas plantas, além de apresentarem bons resultados para a redução de parâmetros de poluição, principalmente nutrientes (N e P), também produzem uma biomassa de elevado valor nutricional. Assim, foram desenvolvidos dois experimentos. O primeiro estudo foi desenvolvido em escala real, onde avaliou-se a eficiência de duas lagoas em série, com macrófitas lemnáceas da espécie Landoltia punctata, no tratamento do efluente de suinocultura, após o tratamento em um biodigestor. Também observou-se a produção de biomassa de lemnas e seu teor de proteína bruta (PB) para fins de valorização na alimentação animal. Para o segundo estudo, realizado em escala de bancada, testaram-se os efeitos de elevadas concentrações de CO2 (1500, 6000 e 100.000ppm) na fixação de carbono pelas lemnas, tendo em vista a redução de GEE, e na absorção de nitrogênio e fósforo. Após um ano de monitoramento as lagoas de lemnas apresentaram excelentes resultados no polimento do efluente, para os parâmetros avaliados, com as seguintes eficiências de remoção: NTK= 98%, N-NH3= 99%, Pt= 94%, DQO= 96%, DBO5= 95%, ST = 92%, E. coli = 2 log. Quanto à biomassa de lemnas constatou-se uma produtividade de 180g/m2/dia de matéria fresca, ou 68t/ha/ano, com um teor de proteína médio de 35%, totalizando 24tPB/ha/ano. Para a avaliação das concentrações de CO2 conclui-se que sob 100.000ppm as plantas apresentaram o maior crescimento, removendo mais CO2 e nutrientes. A taxa de fixação de carbono foi 7,15gC/m2/dia, ou cerca de 25tC/ha/ano, já as taxas de remoção de NO3 e PO4 foram 1,6 e 0,15mg/L/h respectivamente. Deste modo conclui-se que as lagoas de lemnas podem contribuir para a sustentabilidade de estabelecimentos suinícolas, através da redução dos impactos ambientais causados por seus efluentes líquidos e gasosos, além de agregar valor ao tratamento pela produção de biomassa protéica.Due to the swine waste pollution potential, the pig farming is considered one of the most impactful activities for the environment, at Santa Catarina State, Brazil. Besides several ecological problems caused by the direct contamination of surface water bodies and groundwater, the swine waste decomposition generates large quantities of greenhouse gases (GHG) that reach the atmosphere contributing to the global warming and climatic changes. Considering the economic conditions of swine producers within the state, is of utmost importance that new, efficient and low cost technologies may be available to contribute for the reduction of environmental impacts caused by this activity. So, this study aimed to evaluate the potential of duckweed as a technology for the treatment and recovery of liquid and gaseous effluents from pig farming. These macrophytes besides good results in reducing pollution parameters, specially nutrients (N and P), also produce biomass, with a high nutritional value. Two experiments were developed during the study. The first at real scale evaluated the efficiency of two serial ponds, with Landoltia punctata duckweed species, for the swine waste treatment after a pre-treatment using an anaerobic digester. Two experiments were developed during the study. The biomass production and crude protein (CP) content from duckweed were also observed for valorization at animal feed. For the second study, a pilot scale experiment, the effects of high CO2 concentrations (1500, 6000 and 100.000ppm) were tested in the carbon fixation, in view of GHG emissions reduction and absorption of nitrogen and phosphorus. After one year of monitoring, the duckweeds ponds had excellent results in effluent polishing for the evaluated parameters, with the respective efficiencies: TKN = 98%, NH3-N = 99%, Ptotal= 94%, COD = 96%, BOD5 = 95%, TS =92%, E.coli = 2 log. As for the duckweed biomass, an original matter productivity of 180g·m-2·day was observed (or 68ton·ha-1·year), with an average protein content of 35%, totalizing 24tCP·m-2·year. For the CO2 concentration evaluation, it is concluded that plants under 100.000ppm showed the highest growth by removing more CO2 and nutrients. The carbon fixation rate was 7.15gC·m-2·day (about 25 tonC·ha-1·year), and the NO3- and PO43- removal rates were 1,6 and 0,15mg·L-1·h respectively. Thus it is concluded that duckweed ponds may contribute to the sustainability of pig farms in Santa Catarina, through reducing environmental impacts caused by its liquid and gaseous effluents, moreover adding value to treatment by the protein biomass production
Avaliação de lagoas de Lemnas (Landoltia punctata) para o polimento de esgoto sanitário e fixação de gás carbônico
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014.A fim de mitigar o problema da poluição das águas, as lagoas de lemnas têm sido consideradas como uma tecnologia eficiente e de baixo custo, sendo então aplicadas para o tratamento de esgoto sanitário e agroindustrial. A elevada eficiência na remoção de nutrientes (N e P) é uma das principais vantagens dessa tecnologia. Além disso, a biomassa produzida durante o tratamento pode apresentar um alto valor nutricional, agregando valor ao processo. Desse modo, o presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial de um sistema de lagoas de lemnas (Landoltia punctata) no tratamento de esgoto doméstico e fixação de gás carbônico. Com esse intuito, foi realizado um experimento, em escala piloto, constituído por uma lagoa anaeróbia seguida por duas lagoas de lemnas, operando em fluxo contínuo. O sistema recebeu cargas de esgoto doméstico condominial a uma vazão de 200L/d. A avaliação da eficiência do sistema se deu através de análises de amostras do efluente, coletadas em cada etapa do tratamento. Também foram realizadas avaliações qualitativas (teores de proteína e amido) e quantitativas (cargas de crescimento) sobre a biomassa produzida. A fixação de gás carbônico foi avaliada através da medição da concentração, por meio de uma câmara de fluxo, para avaliar o potencial do sistema como redutor de gases do efeito estufa (GEE). No período experimental, o sistema apresentou excelentes resultados na remoção dos parâmetros avaliados, alcançando as seguintes eficiências: DQO= 92%, DBO= 97%, PT= 80%, PO43-= 70%, NTK=85,4%, N-NH3= 87%, Turbidez= 97%, E. coli= 3 log10. Quanto à biomassa de lemnas, foi constatada uma produtividade de até 7,48 g/m²/d, ou 27,3 t/ha/ano, com um teor de proteína médio de 35% e de amido de 4,7%. Foram removidos 9,29kg de CO2, ou 17,4 t CO2/ha/ano, sendo encontrada uma carga de fixação de CO2 de 10,95 g/m²/d. Desse modo, conclui-se que o sistema de tratamento por lagoas de lemnas apresentado no presente estudo possui grande potencial no polimento do esgoto doméstico, além de produzir uma biomassa com valor agregado, passível de valorização. Devido ao seu potencial de fixação de gás carbônico, as lemnas podem neutralizar as emissões de GEE na ETE, enquadrando-se como um mecanismo de desenvolvimento limpo.Abstract : In order to mitigate the problem of water pollution, the duckweed ponds have been considered as an efficient and low cost technology being applied to the treatment of domestic sewage and agricultural waste. The high removal efficiency of nutrients (N and P) is one of the main advantages of this technology. Also, the biomass produced during treatment can have a high nutritional value by adding value to the process. Thus, the present study aimed to evaluate the potential of duckweed ponds system (Landoltia punctata) in wastewater treatment and carbon dioxide fixation. With this aim, an experiment was conducted on a pilot scale, consisting of an anaerobic pond followed by two duckweed ponds, operating in continuous flow. The system received loads of condominium domestic sewage at a rate of 200 L/d. The evaluation of the efficiency of the system was made through analyzes of effluent samples collected at each stage of treatment. Qualitative assessments (protein and starch content) and quantitative (growth rates) on biomass production were also performed. The fixation of carbon dioxide was evaluated by measuring the concentration, through a flow chamber, to assess the potential of the system as a reduction of Greenhouse Gases. In the trial period, the system showed excellent results in the removal of the evaluated parameters, achieving the following efficiencies: COD = 92%, BOD = 97%, TP = 80%, PO43-= 70%, TKN = 85,4%, NH3-N = 87%, Turbidity = 97%, E. coli = 3 log10. As for the duckweed biomass, we observed a productivity of up to 7.48 g/m²/d, or 27.3 ton/ha/year, with a medium protein content of 35% and 4.7% of starch. Were removed 9.29kg of CO2, or 17.4 tonCO2/ha/year, the rate of CO2 fixation of 10.95 g/m²/day was found. Thus, it is concluded that this treatment systems consisting of duckweed ponds have great potential in polishing of wastewater, and produce a biomass value, subject to valuation. Due to its potential for fixation of carbon dioxide, the duckweed can neutralize greenhouse gas emissions on ETE positioning themselves as a clean development mechanism
Captando Consciência: uma Proposta de um Sistema Piloto de Aproveitamento de Água de Chuva
No full textTCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Sanitária e Ambiental.Em meio a crise ecológica instaurada na Sociedade Moderna e das tragédias cada vez mais recorrentes provocadas por eventos extremos de seca e chuvas intensas, a Água surge como um elemento mediador entre os aspectos que compõe esta crise. Na sua relação com as cidades, com a engenharia e com o sujeito, tem-se a situação, a ação e a formação de um novo perfil de engenharia, o engenheiro-educador. Assim sendo, este Trabalho de Conclusão de Curso procura incorporar a Drenagem Urbana Sustentável (DUS), a Tecnologia Social (TS) e a Educação Ambiental (EA) como referenciais teóricos para a proposição de um Sistema Piloto de Aproveitamento de Água de Chuva (SPAAC) para fins não potáveis de irrigação, associado a um Carneiro Hidráulico (CH) como bombeamento, e de uma discussão acerca da formação do engenheiro-educador. O SPAAC foi instalado no sítio sede do Instituto Çarakura, no bairro do Ratones em Florianópolis, e é constituído de um Sistema de Captação de Água de Chuva, com calhas e condutores em PVC, um reservatório de 1000L e acoplado de um filtro folhas e um descarte das primeiras chuvas; um CH confeccionado artesanalmente com extintor de incêndio, tubulação de PEAD e acessórios em aço galvanizado de 1”; bem como um Sistema de Irrigação em tubulação de PEAD de ¾” e gotejadores. Para auxiliar na discussão acerca da temática do engenheiro-educador, preparou-se uma atividade pedagógica prática de EA que foi realizada junto à disciplina de Fundamentos da Educação Ambiental do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC (ENS). Ao avaliar o sistema piloto, pode-se concluir que ele é eficiente, simples e viável, podendo, portanto, ser enquadrado como uma possível TS, desde que implantado de maneira coletiva e solidária atendendo a alguma demanda social. A pressão máxima suportada foi de 13,5 m e o rendimento máximo do CH foi de 70%, cuja condição de operação conjugada é de 6,4 m de altura recalcada e 9,42 L/min de vazão recalcada. Ainda pode-se concluir que o uso da Água como mediadora do processo formativo da engenheira ou engenheiro a aplicar TSs é oportuno, uma vez que auxilia na formação de sujeitos ecológicos. Conceito que deve ser incorporado ao de engenheiro-educador, pois diante dos desafios que se anunciam, cada vez mais precisa-se de pessoas integradas com os indivíduos e ambientes que o cercam
Avaliação microbiológica de uma estação de tramento de efluentes líquidos de uma indústria siderúrgica
No full textSistema de gestão ambiental (SGA) em oficinas mecânicas de pequeno porte: estudo de caso em uma oficina no município de São José, SC
No full textTCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Sanitária e Ambiental.As oficinas mecânicas são estabelecimentos pertencentes à indústria de reparação automotiva que atuam nas demandas geradas a partir das vendas do setor automobilístico. Com relevância no mercado nacional, esses empreendimentos oferecem serviços como troca de óleo lubrificante, manutenções periódicas, regulagem de motores e substituição de componentes elétricos. Do ponto de vista ambiental, as oficinas oferecem riscos à medida que manipulam diversos agentes poluidores durante a realização de suas atividades. Nesse sentido, a gestão ambiental se apresenta como um importante instrumento para o gerenciamento dos aspectos ambientais e a consequente redução dos impactos ambientais desse setor. Dando suporte normativo, surge a norma ABNT NBR ISO 14.001/2015, que apresenta os requisitos para a implantação de um Sistema de Gestão Ambiental (SGA), trazendo benefícios como vantagem competitiva, minimizando riscos e criando oportunidades. O presente trabalho propôs a aplicação de SGAs em oficinas mecânicas, por meio de um estudo de caso em uma oficina em São José (SC), com base na fase de planejamento da ISO 14.001. Para tanto, buscou-se identificar áreas e processos, levantar aspectos e impactos ambientais e propor medidas mitigadoras a fim de minimizar os impactos mais significativos. Ainda, foram realizados o levantamento dos requisitos legais aplicáveis e a elaboração da política ambiental da empresa. Para o cumprimento dos objetivos propostos, a metodologia foi fundamentada na realização de visitas semanais ao local, análise documental, entrevistas com o proprietário e colaboradores, além de consultas a bibliografias e a órgãos ambientais. A caracterização da oficina resultou na identificação de 9 áreas, onde são realizadas 29 atividades e processos, relacionados principalmente com manutenção veicular e armazenagem de resíduos gerados. O levantamento dos aspectos ambientais listou um total de 59, divididos nas categorias: uso de recursos naturais, geração de efluentes, emissões atmosféricas, emergências, emissões de energia e geração de resíduos sólidos. Os impactos ambientais decorrentes dos aspectos são: alteração da qualidade do solo, da água, do ar, diminuição de recursos naturais e perturbação à vizinhança. A avaliação de significância revelou que os impactos relacionados a efluentes, resíduos sólidos, óleo contaminado, emissões atmosféricas e ruídos são os mais significativos e, portanto, requerem mais atenção. A partir disso, foram sugeridas medidas mitigadoras com o objetivo de prevenir ou corrigir as ações geradoras de impactos. Dentre elas estão a elaboração de um Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos (PGRS) e a adoção de práticas como aproveitamento de água da chuva e redução no consumo de energia elétrica. O levantamento dos requisitos legais revelou 48 documentos, entre leis e normas, se referindo principalmente a resíduos sólidos, efluentes, qualidade do ar, poluição sonora e incêndio. Por fim, a política ambiental foi elaborada contendo os três compromissos básicos: proteção do meio ambiente com prevenção da poluição, atendimento aos requisitos legais e melhoria contínua do SGA com vistas a um aumento no desempenho ambiental da empresa. Apesar de a certificação para pequenas empresas ser pouco viável, a utilização da ISO 14.001 como ferramenta de planejamento pode ser útil e trazer visibilidade ao negócio, além de promover a mudança comportamental dos funcionários a partir do impulsionamento de práticas ambientais responsáveis
Licenciamento Ambiental em propriedades rurais: estudo de caso em estabelecimento suinícola, em Braço do Norte, SC
No full textAvaliação da toxicidade de nanopartículas de óxido de cobre através de macrófitas da especie Landoltia punctata
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014.O uso e aplicabilidade das nanopartículas de óxido de cobre (NPCuO) tem aumentado consideravelmente nos dias atuais principalmente no campo da ciência e das indústrias. A NPCuO é bastante utilizada principalmente como componente em tinta anti-incrustante de embarcações. Embora se verifique uma utilização crescente desta partícula, estudos desenvolvidos para avaliar seus potenciais impactos ao meio ambiente ainda são escassos. Assim sendo o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos tóxicos da NPCuO utilizando macrófitas aquáticas da espécie Landoltia punctata como organismo- teste. A metodologia utilizada para os ensaios teve como base as normatizações ISO 20079 e da OECD 221, porém com adaptações. Com o objetivo de avaliar a estabilidade, tamanho e forma da NPCuO foram realizados procedimentos para a sua caracterização através de microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise de área superficial e análise do potencial Zeta. O delineamento experimental se deu pela exposição do organismo-teste a três diferentes concentrações da NPCuO, além do grupo controle, sendo 0.1, 1.0 e 10.0 g.L-1. Cada tratamento se deu em seis repetições totalizando 24 unidades experimentais utilizadas em testes com duração de sete dias. No ensaio foi avaliada a taxa de crescimento, alterações na organização ultraestrutural e morfológica e, conteúdo de pigmentos fotossintetizantes. Além dos procedimentos normatizados foram realizadas análises microscópicas para avaliar possíveis alterações citológicas após a exposição. Diferentemente do esperado não foram observados efeitos significativos pAbstract : The use and applicability of copper oxide nanoparticles (NPCuO) has increased substantially today mainly in the fields of scientific and industry. The NPCuO is widely used mostly as a component of antifouling paints in ships. Although there is an increasing use of this particle, studies developed to evaluate the potential environmental impacts are scarce. Thus the present study has aimed to evaluate the toxic effects of NPCuO on the duckweed Landoltia punctata sp. The test methodology used was OECD and ISO/DIS 20079 normalizations with some adaptations. For a better understanding of the effects and to complement this research, microscopic analysis was done to assess the physiological implications inside the cells of L. punctata and at the same time the uptake of copper ions by the duckweed. Also the characterization of the nanoparticle in this study by Transmition Electronic Microscopy (TEM), superficial area analysis and Zeta potential analysis was done. The experimental procedure was by exposure of the test-organism to three different concentration of NPCuO, above the control group, being 0.1, 1.0 and 10.0 g.L-1. Each treatment was done in six replicates totaling 24 experimental units used in assay with lasting seven days. In the test the growth rate, morphological and cytological alterations and photosynthetic pigments were evaluated. In addition to the standardized procedures microscopic analyzes were performed to assess possible cytological changes after exposure. Contrary to expected results haven't been observed meaning effects p<0,05 in the growth rate of organisms exposed to concentrations of nanoparticle. This fact is proven EC20 in at most a very high concentration of NPCuO. The damage on the morphology and photosynthetic material were quite significant and the nanoparticles were not observed in the cells during the microscopy. This leads to the conclusion that with the increase of the exposure period the growth inhibitory effects could increase. The accumulation of Cu2+ by the plant indicates that toxicity can be caused by ions released in the sample. The bioaccumulation presented by the plant can cause toxic effects on higher trophic levels indicating the need to evaluate the effects of biomagnifications of ions NPCuO
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