Resumo em Português:

RESUMO O avanço populacional é um dos principais fatores de alteração do meio ambiente, modificando as dinâmicas naturais dos ecossistemas. A Bacia Hidrográfica do Rio Camboriú localiza-se no litoral sul do Brasil e é fortemente afetada pelo crescimento populacional. O presente trabalho teve como objetivo verificar a variação espaço-temporal no uso do solo da Bacia Hidrográfica do Rio Camboriú. Para tanto, foram identificadas mudanças no uso e ocupação do solo ocorridas entre 1986 e 2017. Além disso, foi aplicado o protocolo de avaliação rápida do ambiente, sendo verificados os parâmetros: substrato de fundo, complexidade do habitat, qualidade dos remansos, estabilidade dos barrancos, proteção vegetal dos barrancos, cobertura vegetal das margens, qualidade vegetal das margens e presença de mata ciliar. As mudanças no uso e ocupação do solo mostraram rápido avanço da urbanização, passando de 9% em 1986, para 24% em 2017. Com relação à mata ciliar, foi verificado que regiões altas da bacia hidrográfica apresentaram melhores resultados, quando comparadas às áreas potamais, fato que apresentou similaridade com a integridade ambiental dos trechos de cursos d’água estudados. Quanto ao comportamento da ocupação urbana no espaço ao longo do período estudado, verificou-se que este não ocorreu de forma contínua em comparação com os dados populacionais.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Population progress is one of the main factors affecting the environment, modifying the natural dynamics of ecosystems. The Camboriú River Basin is located on the southern coast of Brazil and is strongly affected by population growth. This paper aimed to verify the space-time variation in the land use of the Camboriú River Basin by identifying changes in occupation and land use between 1986 and 2017. The rapid environmental assessment protocol was applied using the following parameters: bottom substrate, habitat complexity, backwaters quality, stability of banks, vegetative protection, vegetative cover, vegetative quality, and riparian vegetation presence. The changes in occupation and land use show rapid urbanization with a rise of 9% in 1986 to 24% in 2017. In riparian forest, higher altitude regions of the watershed show better results when compared to lower course regions, which are, thus, reflected in the environmental integrity of the stretches of stream studied. As for the behavior of urban occupation in space, it was verified that it did not occur continuously in comparison with the population, data during the studied period.

Resumo em Português:

RESUMO A crescente demanda e a diminuição da disponibilidade de água com qualidade devido à degradação constituem um desafio para os gestores dos recursos hídricos. As águas subterrâneas são recursos hídricos importantes que, em geral, apresentam boa qualidade. Porém, a elevação da contaminação das águas subterrâneas, causada principalmente por atividades antropogênicas e uso do solo, coloca em risco a segurança hídrica. A avaliação dos recursos hídricos subterrâneos e as decisões tomadas para proteção contra a degradação fazem parte de um processo complexo. A avaliação de áreas vulneráveis ao risco de contaminação é uma análise essencial para o planejamento e gestão. Neste estudo, utilizou-se metodologia multicritério para proposição de um modelo de avaliação da vulnerabilidade ao risco de contaminação por meio de informações de poços que fornecem água para o abastecimento público, destacando-se as áreas mais impactadas pela ação antropogênica. Doze poços foram avaliados quanto aos critérios: índice GOD, nitrato, potencial hidrogeniônico, sólidos totais dissolvidos e coliformes totais. A aplicação do método de multicritério AHP e TOPSIS resultou na ordenação dos poços que estão mais vulneráveis e que necessitam de medidas de proteção e controle de degradação. Os poços que são considerados mais vulneráveis estão localizados em meio urbano; assim, pode-se inferir que estão sendo degradados por efluentes lançados no solo sem o devido tratamento.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The growing demand and the declining availability of quality water due to degradation are a challenge for water resource managers. Groundwater is a vital water resource that is generally of good quality. However, with the increase of contamination caused mainly by anthropogenic activities, water safety is put at risk. The assessment in groundwater resources and decision-making to protect against degradation is a complex process. Assessing areas vulnerable to contamination risk is an essential analysis for planning and management. In this study, we used the multi-criteria methodology to propose a model for assessing vulnerability to contamination risk through information from wells that provide water for public supply, highlighting the areas most impacted by anthropogenic action. Twelve wells were evaluated under the following criteria: GOD index, nitrate, hydrogen potential, total dissolved solids, and total coliforms. The application of the AHP and TOPSIS multi-criteria methods resulted in the ordering of the wells that are most vulnerable and that need protection and degradation control measures. The wells that are considered more vulnerable are located in urban areas, so it can be inferred that they are being degraded by activities by effluents released into the soil without proper treatment.

Resumo em Português:

RESUMO O número de municípios e estados brasileiros que estão aderindo ao pagamento por serviços ambientais (PSA) vem crescendo ao longo dos últimos anos. Por meio de uma pesquisa documental e científica, buscou-se compreender a evolução de quase 20 anos de experiências brasileiras em PSA hídricos. A investigação foi fundamentada em um inventário das iniciativas (já encerradas ou em desenvolvimento), de sua localização, da base legal e dos métodos de valoração. Considerando o universo amostral de 68 iniciativas brasileiras de PSA hídricos, observaram-se: maior concentração dos programas no sul e sudeste, com tendência à expansão para as demais regiões brasileiras, especialmente a Centro-Oeste; e as primeiras iniciativas de PSA hídricos do Brasil adotavam o pagamento por valor fixo, sem a consideração da qualidade biótica das propriedades rurais, padrão que foi gradualmente substituído pelo cálculo do custo de oportunidade da terra e pela inclusão de indicadores físico-ambientais e socioeconômicos nas metodologias de valoração. O estudo permite concluir que, na última década, existe a tendência de os programas de PSA hídricos adotarem metodologias com abordagem interdisciplinar e sistêmica para valoração da provisão de serviços ambientais.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The number of Brazilian municipalities and states engaging in payment for environmental services (PES) has been increasing over the last few years. Through a documentary and scientific research, we sought to understand the evolution of almost 20 years of Brazilian experiences in hydrological PES. The research was based on an inventory of the initiatives (already finished or under development), their location, legal basis, and valuation methods. Considering the sampling universe of 68 Brazilian hydrological PES initiatives, we observed: higher concentration of programs in the South and Southeast, with a tendency to expand them to other Brazilian regions, especially the Midwest; the first initiatives of hydrological PES in Brazil adopted the payment of a fixed value, without considering the biotic quality of the rural properties, a pattern which was gradually replaced by the calculation of the opportunity cost of land and the inclusion of physical-environmental indicators and socioeconomic factors in the valuation methodologies. The study allows to conclude that, in the last decade, there has been a tendency for hydrological PES programs to adopt methodologies with an interdisciplinary and systemic approach to assess the provision of environmental services.

Resumo em Português:

RESUMO O contínuo crescimento de áreas urbanas é uma realidade vivenciada no âmbito global. Esse crescimento, no entanto, na maioria das vezes, não é seguido de um planejamento da ocupação territorial, especialmente no que diz respeito às articulações com o provimento dos serviços de infraestrutura urbana, a exemplo dos sistemas de abastecimento de água. Dentre outras consequências, esses distanciamentos, somados ao crescimento populacional, agravam o risco de desabastecimento de água nessas áreas. Analisando-se a cidade paraibana Campina Grande, Nordeste do Brasil, o presente artigo identificou interfaces entre o chamado processo de produção do espaço urbano e o consequente risco de desabastecimento. Analisa-se especificamente o bairro Catolé, representativo de acelerada urbanização nas últimas três décadas, decorrente de ações de diferentes agentes produtores do espaço. É empregada análise espacial multicritério para determinação do risco de desabastecimento, realizando-se análise comparativa entre os anos de 2000 e 2010. Os resultados apontam a importância de elevar a profundidade nas discussões a respeito da forma como as cidades são construídas, considerando-se não apenas os critérios técnicos e avançando-se na compreensão de como diferentes interesses envolvidos no processo de produção do espaço urbano condicionam a cidade a um maior ou menor risco de desabastecimento de água.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The continuous growth of urban areas is a reality experienced globally. However, this growth is sometimes not supported by a suitable urban land-use planning, in particular, there is a lack between infrastructure services (e.g. water supply systems) planning and urban planning. Among other consequences, these disconnections, coupled with population growth, exacerbate the risk of water shortage in these urban areas. This article analyzes the city of Campina Grande, Northeast Brazil, and identifies the interfaces between the so-called urban space production process and the consequent risk of water shortage. The analysis focuses on the Catolé district, which is a representative case of accelerated urbanization in the last three decades, due to the actions of different urban built-up stakeholders. A spatial multicriteria analysis is used to determine the water shortage risk, making a comparative analysis between 2000 and 2010. The results point out to the importance of increasing an in-depth discussion about the built-up process of cities. Besides, the study takes into account technical criteria, plus the understanding of how different interests groups involved in the built-up process submits a city to a high or low water shortage risk.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho foi desenvolvido um modelo multiobjetivo para otimização da operação de sistemas de distribuição de água (SDAs), visando alcançar a eficiência hidroenergética considerando três objetivos: redução das perdas por vazamento; redução do custo de energia elétrica no bombeamento; e maximização da confiabilidade do sistema. O modelo de otimização foi concebido pela implementação de uma rotina computacional entre os algoritmos genéticos NSGAII e SPEA e o simulador hidráulico EPANET. O modelo foi aplicado a um SDA hipotético e demonstrou ser adequado para gerar um conjunto ótimo de regras operacionais. Dentre as soluções geradas pelos dois algoritmos, constatou-se que a diminuição do custo de energia elétrica no bombeamento não implicou, necessariamente, redução das perdas por vazamentos, ou seja, os dois objetivos podem ser conflitantes em SDAs caracterizados pela presença de reservatórios internos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, a multi-objective model for operational optimization of water distribution systems has been developed in order to achieve hydro energy efficiency. Three objectives were considered: minimizing of leakage, minimizing of pumping energy costs, and maximizing system reliability. The optimization model was conceived by the implementation of a computational routine between a dyhraulic simulator (EPANET) and by genetic algorithms NSGAII and SPEA. The proposed model has been applied to the optimization of a hypothetical water distribution network to generate an optimal set of operational rules. Some solutions obtained by the two algorithms showed that a decrease in pumping energy costs did not necessarily imply in leakage reduction. This means that both objectives can be conflicting in water distribution systems with internal tanks.

Resumo em Português:

RESUMO Há muitos estudos voltados à redução do volume de resíduos provenientes da indústria pesqueira. Esses resíduos são uma importante fonte de matéria-prima em sistemas orgânicos de produção ao serem compostados. O objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros teores totais de nutrientes do composto orgânico confeccionado com resíduos de pescado, comparando-o a outras duas composições, além de utilizá-lo como substrato na produção de mudas de alface (Lactuca sativa). Na avaliação de produção de mudas de alface, utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, com seis tratamentos e quatro repetições. Avaliaram-se: quantidade de folhas (QF), comprimento da raiz (CR), massa seca da parte aérea (MSPA) e massa seca da raiz (MSR). Os parâmetros de matéria orgânica (MO), relação C/N e capacidade de troca de cátions (CTC) foram superiores no composto de resíduo de pescado. Para a produção de MSPA, os tratamentos T3 (composto confeccionado com resíduos de pescado) e T2 (composto confeccionado com resíduos agroindustriais da palmeira carnaúba) apresentaram as maiores médias, sendo T2 o que apresentou a maior média para MSR. Para QF, os melhores resultados (p = 0,02) foram obtidos pelo tratamento T6, cujas mudas de alface apresentaram maior QF e CR. Os resultados sugerem viabilidade na produção de mudas de alface utilizando substrato à base de resíduos de pescado.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT There are many studies aimed at reducing the volume of waste from the fishing industry. These residues are an important source of raw material in organic production systems when composted. The objective of this work was to evaluate the parameters of total nutrient contents of the organic compost made with fish residues, comparing it to two other compositions, in addition to using it as substrate in the production of lettuce seedlings (Lactuca sativa). In the evaluation of lettuce seedlings production, a completely randomized design was used, with six treatments and four replications. The following were evaluated: Leaf quantity (QF), root length (CR), Aerial part dry mass (MSPA), and root dry mass (MSR). The parameters of organic matter (OM), C/N ratio and cation exchange capacity (CTC) were higher in the fish residue compound. For the production of MSPA, treatments T3 (compound made with fish residues) and T2 presented the highest averages, being treatment T2 (compound made with agroindustrial residues of the Carnauba palm) presented the highest averages, with T2 presenting the highest mean for MSR. For QF, the best results (p = 0.02) were obtained by T6 treatment, whose lettuce seedlings had a greater number of leaves and root length. The results suggest viability in the production of lettuce seedlings using a substrate based on fish residues.

Resumo em Português:

RESUMO O presente trabalho aplicou o Storm Water Management Model (SWMM) para simular e avaliar a resposta hidrológica do sistema de macrodrenagem de um rio costeiro, cuja bacia situa-se em área de transição urbano-rural e apresenta influência marítima em seu exutório. Assim, como condição de contorno de jusante, reconstruiu-se a curva de maré existente no exutório da bacia por meio do método harmônico. Ademais, realizou-se a delimitação dos trechos de escoamento e a discretização das sub-bacias automaticamente e desenvolveu-se um mapa de uso e ocupação do solo para obtenção dos parâmetros físicos e espaciais dos elementos da drenagem, etapas estas auxiliadas por ferramentas de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Procedeu-se à simulação das vazões no sistema para o período de um mês sob condição de precipitação moderada. A validação do modelo resultou em um coeficiente de Nash-Sutcliffe de 0,57. Os resultados mostraram que o SWMM simulou as vazões nos trechos de drenagem das sub-bacias rurais com desvio médio de 8,6% das vazões medidas em campo. Para os trechos sob influência marinha, o SWMM conseguiu reproduzir o efeito da maré nos trechos, apresentando uma oscilação completa. Ademais, obteve-se a descarga fluvial média da bacia ao estuário de 2,35 m3.s-1 e a vazão média mensal afluente ao maior reservatório da bacia de 0,33 m3.s-1, resultados estes em consonância com trabalhos anteriores realizados na bacia em estudo. Em síntese, os resultados obtidos e o modelo proposto têm potencial para auxiliar na gestão integrada de águas rurais, urbanas e costeiras.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The present work applied the Storm Water Management Model (SWMM) to simulate and evaluate the hydrological response of a coastal river macrodrainage system whose basin is located in an urban-rural transition area and has a tidal influence in its outflow. Thus, as a downstream contour condition, the existing tidal curve in the basin's outlet was reconstructed using the harmonic method. In addition, drainage stretches and sub-basins were automatically delimited, and a land use and occupation maps were developed to obtain the physical and spatial parameters of the drainage elements, these steps being aided by Geographic Information Systems (GIS) tools. The flow was simulated in the system for a period of one month under a moderate precipitation condition. The validation of the model resulted in a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.57. The results showed that the SWMM simulated the flows in the drainage stretches of the rural sub-basins with an average deviation of 8.6% of the flows measured in the field. For stretches under tidal influence, SWMM was able to reproduce the effect of the tide in the stretches with a complete oscillation. In addition, the river discharge from the basin to the estuary was 2.35 m3.s-1, on average, and the average monthly flow affluent to the largest reservoir in the basin was 0.33 m3.s-1, consistently with previous work carried out in the study basin. In summary, the results obtained and the proposed model have the potential to assist in the integrated management of rural, urban, and coastal waters.

Resumo em Português:

RESUMO A relevante urbanização do Brasil nas últimas décadas tem pressionado as cidades a aliar o crescimento populacional à proteção e convívio com seus recursos naturais. A cidade de Palmas, uma cidade planejada na Amazônia Legal, se insere nesse contexto. Nesse sentido, este estudo buscou analisar as respostas hidrológicas e hidráulicas para diferentes cenários de uso e ocupação do solo em uma de suas bacias hidrográficas. Os cenários modelados com o auxílio do software SWMM foram o atual, crítico e medidas não convencionais. Os resultados apontaram que os trechos da rede de drenagem, incluindo o curso d’água principal, são plenamente capazes de escoar as vazões, mesmo nos cenários com maior impermeabilidade da bacia. A vazão de pico do cenário crítico é de até 11.12% maior que o cenário atual. No entanto, com medidas não convencionais, pode-se ter uma vazão de pico até 25.76% menor que a do cenário crítico.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The significant urbanization of Brazil in the last decades has pushed cities to combine population growth with protection and harmonic living with their natural resources. The city of Palmas, a planned city in the Legal Amazon, is inserted in this context. In this sense, this study sought to analyze the hydrological and hydraulic responses to different scenarios of land use and occupation in one of its watersheds. Scenarios modeled with SWMM software were current, critical and compensatory techniques. The results showed that the conveyance system, including the main stream, are fully capable of conveying the affluent flow, even in the scenarios with greater impermeability of the watershed. The peak flow of the critical scenario is up to 11.12% higher than the current scenario. However, with compensatory techniques, it is possible to have a peak flow up to 25.76% smaller than the critical scenario.

Resumo em Português:

RESUMO Objetivou-se, no presente trabalho, monitorar e identificar precipitações erosivas e as perdas de solo (PSs) por meio de parcelas experimentais instaladas na Sub-Bacia do Córrego do Gigante, calibrar o modelo Water Erosion Prediction Project (WEPP) em sua versão encosta, tendo como base os resultados obtidos nas parcelas, e aplicá-lo na área da sub-bacia, para estimativa das PSs por erosão hídrica. O regime pluvial no período de estudo apresentou elevado grau de erosividade e de concentração, pois 57,3% dos eventos foram erosivos, dos quais, os quatro de maior magnitude, participaram com 47,2% da erosividade anual. As áreas contempladas pelas interações entre classe de solo, declividade (D) e uso de solo, nas parcelas experimentais, totalizaram 174,32 ha (50% da área da sub-bacia), cujos valores obtidos resultaram em PS média ponderada de 0,623 t ha-1 ano-1, e foram referência no ajuste do modelo WEPP na versão encosta, com estimativa de 0,651 t ha-1 ano-1. A aplicação do modelo sobre uma superfície com 93,0% de abrangência da sub-bacia resultou em uma estimativa de 0,802 t ha-1 ano-1 para a taxa de PS. As áreas de solo exposto, embora participando com apenas 7,9% da área da sub-bacia, produziram 85,1% das PSs estimadas, o que, por outro lado, reflete a influência positiva da cobertura vegetal na diminuição da erosão hídrica. Simulando a implantação de cobertura sob a forma de campo/pastagem e/ou reflorestamento, nas áreas de solo descoberto, as taxas de PS na sub-bacia reduziriam significativamente para 0,215 t ha-1 ano-1.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The objective of the present work was to monitor and identify erosive precipitations and monitor soil losses through experimental plots installed in the Córrego do Gigante sub-basin, to calibrate the Water Erosion Prediction Project (WEPP) model, in its slope version, based on the results obtained in the plots, and apply it to the sub-basin area to estimate soil losses due to water erosion. The rainfall regime during the study period showed high degrees of erosivity and concentration, since 57% of the events were erosive, of which, the four most erosive events corresponded to 47.2% of the annual erosivity. The areas covered by the interactions between soil class, slope, and land use, in the experimental plots, totaled 174.32 ha (50% of the sub-basin area), whose values obtained resulted in a weighted average loss of 0.623 t ha-1 year-1, which were a reference in the adjustment of the WEPP model in the hillside version, with an estimate of 0.651 t ha-1 year-1. The application of the model on a surface with 93.0% coverage of the sub-basin resulted in an estimate of 0.802 t ha-1 year-1 for the soil loss rate. The exposed soil areas, although accounting for only 7.9% of the sub-basin area, produced 85.1% of the estimated soil losses, which, on the other hand, reflects the positive influence of vegetation cover in the decrease of water erosion. Simulating the implementation of cover in the form of field/pasture and/or reforestation in the areas of bare soil significantly reduced the rates of soil losses in the sub-basin to 0.215 t ha-1 year-1.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo deste estudo foi caracterizar a produção de um carvão de caroço de pêssego e também avaliar a adsorção de corantes têxteis pelo carvão ativado de caroço de pêssego. A ativação do carvão foi realizada utilizando cloreto de zinco como agente oxidante. O carvão ativado foi então utilizado na adsorção de corantes, para posterior aplicação no tratamento de um efluente têxtil. Primeiramente, realizou-se a produção de carvão ativado com as temperaturas de 500, 700 e 900°C e tempo de carbonização de 10 15 e 20 minutos e verificou-se a remoção dos corantes preto reativo 5 e azul de metileno. De acordo com a metodologia de superfície de resposta, a melhor temperatura de produção apresentou-se acima de 700°C com tempo de exposição de 10 minutos para os dois corantes. Desse carvão ativado, avaliaram-se os dados de densidade, teor de umidade e cinzas, pH e rendimento. Também foram realizados ensaios cinéticos e de equilíbrio. Os dados foram ajustados a três modelos cinéticos. As medidas para determinação da eficiência na remoção de cor do efluente têxtil foram realizadas pelo método espectrofotométrico e demonstraram média de remoção superior a 62% da cor presente no efluente bruto. Desse modo, o caroço de pêssego demonstrou elevado potencial para a produção de carvão ativado visando o tratamento de efluentes contendo corantes, podendo servir como alternativa de baixo custo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this study was to characterize the production of activated charcoal from the peach kernel and assess the adsorption of textile dyes by this activated charcoal. The activation of the charcoal was performed using zinc chloride as the oxidizing agent. The activated charcoal was then used in the adsorption of dyes for later application in the treatment of a textile effluent. Firstly, the production of activated carbon was carried out at temperatures of 500, 700, and 900°C and carbonization time of 10, 15, and 20 minutes and the removal of the Reactive Black 5 and Methylene Blue dyes was verified. According to the methodology of response surface, the best production temperature was above 700°C with 10 min exposure for both dyes. From this activated carbon, data on density, moisture and ash content, pH, and yield were evaluated. Kinetic and equilibrium tests were also performed. The data were fitted to three kinetic models. The measures to determine the efficiency in the color removal of the textile effluent were carried out by the spectrophotometric method and demonstrated an average removal greater than 62% of the color present in the raw effluent. In this way, the peach kernel demonstrated a high potential for the production of activated carbon aiming at the treatment of effluents containing dyes and can serve as a low cost alternative.

Resumo em Português:

RESUMO Nas últimas décadas, têm-se observado o crescimento da demanda de água e o agravamento dos cenários de escassez hídrica, bem como a ampliação de alternativas de reuso de água de efluentes de qualidade inferior, em particular de esgotos domésticos tratados. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a influência do substrato de pó de coco no controle de transporte de solutos em solos irrigados com esgoto tratado doméstico. A água residuária doméstica tratada provém da Unidade Experimental de Tratamento e Reúso Hidroagrícola, no distrito de Mutuca-PE. O delineamento experimental foi em esquema fatorial (2 × 3), cujos fatores avaliados compreenderam dois tipos de solos típicos da região (Neossolo Litólico e Argissolo Amarelo) e três tratamentos (sem pó de coco, 1 cm de pó de coco e 2 cm de pó de coco), com cinco repetições. Os parâmetros de transporte dos íons sódio e potássio foram obtidos por ajuste numérico, utilizando-se o modelo STANMOD. Constatou-se a existência de interação com soluto, sódio e potássio, em solo arenoso. O modelo STANMOD apresentou ótimo desempenho na simulação do transporte de solutos no solo. A cobertura de pó de coco mostrou-se eficiente na diminuição da lixiviação de íons em ambos os solos estudados.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In the last decades, there has been an increase in the demand for water and the aggravation of water scarcity scenarios, as well as the expansion of water reuse alternatives for lower quality effluents, in particular treated domestic sewage. The objective of this study was to evaluate the influence of coconut powder substrate on the control of solute transport in irrigated soils with treated sewage reuse. The treated domestic wastewater comes from the Experimental Unit for Treatment and Agricultural Reuse in the district of Mutuca, Pernambuco. The experimental design was in a factorial scheme (2 × 3), whose evaluated factors comprised two types of soils typical of the region (Leptosols and Yellow Argisol) and three treatments (no coconut powder, 1 cm coconut powder, and 2 cm coconut powder) with five replicates. The transport parameters of the sodium and potassium ions were obtained by numerical adjustment using the STANMOD model. It was found the existence of interaction with solute, sodium, and potassium in sandy soil. The STANMOD model presented excellent performance in the simulation of solute transport in the soil. Soil coverage with coconut powder was shown to be efficient in reducing leaching of ions in both studied soils.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho apresentou estudos de custos de operação e manutenção (O&M) na estação de tratamento de esgotos (ETE) de nível terciário, intitulada ETE do Baldo, localizada na cidade de Natal, Rio Grande do Norte. Teve como objetivo avaliar a eficiência econômico-ambiental da ETE através da determinação de indicador de desempenho, calculado via identificação e quantificação de todos os custos operacionais e de manutenção envolvidos nos seus processos internos de tratamento. Na pesquisa, foram identificados os diversos componentes dos custos de O&M responsáveis pelas atividades necessárias ao funcionamento da ETE de julho de 2016 a dezembro de 2018, reunidos em quatro grupos de custos. Os custos mensais foram correlacionados com os dados de vazões do período, e os de O&M por metro cúbico de esgoto tratado ao longo dos anos de 2016, 2017 e 2018 assumiram valores médios de R$ 0,32, R$ 0,30 e R$ 0,38·m−3, respectivamente. Os custos referentes ao pessoal e ao consumo energético exerceram, em todos os meses analisados, o primeiro e o segundo componentes de maior representatividade no custo total, assumindo as seguintes composições percentuais: 56,72 e 26,75% no segundo semestre do ano de 2016; 46,69 e 28,73% no ano de 2017; e 52,44 e 27,56% no ano 2018. Por fim, recomendam-se estudos na implementação de melhorias nos grupos pessoal e energia, tendo em vista que são responsáveis por cerca de 75% de todos os custos de O&M da ETE.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study presented operational and maintenance costs (O&M) at the tertiary wastewater treatment plant (WWTP) entitled Baldo's ETE, located in the city of Natal, Rio Grande do Norte. Its aim was to evaluate the economic and environmental efficiency of the WWTP through the determination of a performance indicator, calculated from the identification and quantification of all the operational and maintenance costs involved in its internal processes of treatment. The research identified the various components of O&M costs responsible for the activities necessary for the operation of the WWTP from July 2016 to December 2018, assembled into 4 cost groups. The monthly costs were correlated with the flow data of the period. O&M costs per cubic meter of sewage treated over the years 2016, 2017, and 2018 assumed average values of R$ 0.32, R$ 0.30, and R$ 0.38·m−3, respectively. Personnel and energy consumption costs accounted for the first and second most representative components of the total cost in all the months analyzed, with the following percentage compositions: 56.72 and 26.75% in the second half of 2016; 46.69 and 28.73% in 2017; and 52.44 and 27.56% in the year 2018. Finally, studies on the implementation of improvements in the personal and energy groups are recommended, as they account for about 75% of all O&M costs of the WWTP.

Resumo em Português:

RESUMO A cobrança pelo uso da água como instrumento econômico de gestão deve orientar os usuários quanto ao valor do recurso hídrico e incentivar o combate ao uso perdulário. Metodologias recentes inserem mecanismos relacionados às boas práticas no uso da água, mensurado no saneamento por meio do indicador de perdas percentuais na distribuição. Contudo, desprezam-se as perdas ocorridas nas etapas anteriores, bem como a essencialidade do serviço para a sociedade. Usando variáveis que abarcam todo o sistema de abastecimento desde a captação, este trabalho propôs uma metodologia de cobrança que amplia e penaliza as perdas reais, ao mesmo tempo em que permite descontos decorrentes da retirada para atendimento às necessidades mais fundamentais da população. Revela-se como resultado uma equação simples e transparente, com homogeneidade nas parcelas precificadas, que pode ter a punição e os privilégios ajustados às especificidades da bacia em que seja aplicada.

Resumo em Inglês:

Abstract Freshwater use charging as an economic instrument must guide users as to the value of water resources and encourage the struggle against wasteful use. Recent methodologies include mechanisms related to good practices in the use of water resources, measured in sanitation sector by the indicator of percentage losses in distribution. However, leakages that occurred in the previous stages are ignored, as well as the essentiality of the service for society. Using variables that cover the entire supply system since withdrawn point, this paper proposes a freshwater charging methodology that conceptually expand and penalizes real losses, while imputing discounts resulting from the water use to supply a minimum volume to meet basic needs of the population. The result is a simple and transparent equation, with homogeneity in the variables charged, which might have the punishment and privileges adjusted to the specificities of the watershed in which it is applied.

Resumo em Português:

RESUMO O rompimento de barragens de rejeitos é alvo de preocupação em função do alto dano potencial associado, sendo necessária uma avaliação de previsão de impactos que permita melhor caracterização da área a jusante, e que a coleta de dados seja realizada pelos órgãos fiscalizadores, e não por parte dos empreendedores. Este trabalho teve por objetivo propor uma classificação dos impactos decorrentes de rompimentos desses barramentos, tendo como referência as avaliações de danos adotadas pelas legislações de segurança de barragens no Brasil. Para isso, foi elaborada uma tabela de critérios e subcritérios com os parâmetros que influenciam na determinação dos impactos causados, os quais foram hierarquizados por meio da aplicação do Analytic Hierarchy Process (AHP), proposto por Saaty (1991). Para determinação dos valores de importância de cada impacto, utilizou-se a técnica Ad-Hoc por meio da dinâmica do brainstorming, com profissionais que realizaram julgamentos a partir de comparações paritárias dos critérios adotados. A ocupação humana na área a jusante, como observado nas legislações, apresentou o maior peso. O volume do reservatório e os impactos no meio socioeconômico apresentaram pesos inferiores aos impactos nos meios físico e biótico, contrastando com as legislações. A aplicação da metodologia em barragem do Quadrilátero Ferrífero comprovou a coerência do índice de impactos ambientais (IA) proposto, indicando as fragilidades da área atingida. O detalhamento da área a jusante permitiu identificar aspectos que podem potencializar ou amortizar os impactos, como periculosidade do rejeito, volume do reservatório e proximidade de centros urbanos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The tailings dam failures is a matter of concern due to the high damage potential associated, requiring an assessment of forecast impacts that allows better characterization of downstream area, and that data collection is performed by regulatory agencies and not by the entrepreneurs. This work aimed to propose a classification of impacts resulting from hypothetical tailings dams failure, based on the damage assessment adopted by dam safety legislation in Brazil. For that, a table of criteria and subcriteria was elaborated with the parameters that influence the determination of the resulting impacts, which were hierarchized through the application of the Analytic Hierarchy Process (AHP), proposed by Saaty (1991). To determine the weights of each impact, the Ad-Hoc technique was used through the dynamics of brainstorming, with professionals who made judgments from parity comparisons of the determined criteria. Human occupation in the downstream area, as noted in the legislation, presented the greatest weight. The volume of the reservoir and the impacts on the socioeconomic environment presented lower weights to the impacts in the physical and biotic environments, in contrast with the legislation. The application of the methodology in the Quadrilatero Ferrifero dam proved the consistency of the proposed impact index (IA), indicating the fragilities of the affected area. The detailing of the downstream area allowed to identify aspects that could potentiate or amortize the impacts, such as hazardous waste, reservoir volume, and proximity to urban centers.

Resumo em Português:

RESUMO Os sistemas de abastecimento em regime de intermitência fornecem água aos usuários por um período limitado de tempo, produzindo efeitos adversos à rede de abastecimento de água e aos usuários do sistema, em especial os usuários domésticos, cuja demanda é pouco flexível e a capacidade de adaptação limitada. Neste trabalho é proposto um conjunto simplificado de indicadores que permite identificar diferentes níveis de vulnerabilidade ao desabastecimento de água aos quais uma população urbana está sujeita em situação de intermitência no abastecimento. Os indicadores podem ser obtidos de dados censitários, de informações topológicas, topográficas e hidráulicas do sistema de abastecimento e de levantamentos cadastrais ou de sensoriamento remoto da localidade, podendo ser processados em Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). Os indicadores são aplicados ao caso de Campina Grande, Paraíba, com base em levantamentos disponíveis sobre usuários que vivenciaram a situação de intermitência no abastecimento. Os resultados permitem a identificação das áreas cujos usuários podem ser potencialmente mais afetados pela intermitência no abastecimento e a recomendação de medidas mitigadoras para a redução de sua vulnerabilidade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Intermittent supply in water distribution systems occurs when the water service is available for a limited period of time, producing adverse effects on the water supply network and users of the system, in particular domestic users, whose demand is not flexible and the adaptive capacity is limited. This paper proposed a simplified set of indicators to identify different levels of vulnerability to water shortages to which an urban population is subject, in a situation of intermittent water supply. The indicators can be obtained from census data, topological, topographic, and hydraulic information from the supply system and from cadastral surveys or remote sensing of the locality, and can be processed in geographic information systems (GIS). This article presented the formulation of the indicators and their application to the Campina Grande system, Paraíba, Brazil, based on available surveys on users in intermittent supply situations. The results allow the identification of areas whose users may be potentially most affected by intermittent supply and the recommendation of mitigating measures to reduce their vulnerability.

Resumo em Português:

RESUMO Este artigo apresenta uma nova ferramenta computacional chamada NH SEDIMENT AND STATISTIC, que realiza cálculos hidrossedimentológicos e estatísticos usando o Visual Basic. Essa ferramenta computacional foi desenvolvida para estudos relacionados a cálculos de transporte de sedimentos em rios. A ferramenta inclui métodos hidrossedimentológicos para calcular cargas de suspensão, cargas de leito e descarga total de sólidos. Além disso, fornece ao usuário a possibilidade de realizar testes estatísticos, como o teste de normalidade Kolmogorov-Smirnov, teste F e teste de variância do χ2, teste T de Student, teste não paramétrico de Wilcoxon e cálculos estatísticos de parâmetros. O NH SEDIMENT AND STATISTIC calcula e fornece automaticamente os principais resultados para cada um dos métodos, permitindo que o usuário tire suas próprias conclusões. Essa ferramenta computacional proposta suporta estudos hidrossedimentológicos e é confiável e fácil de usar, contribuindo para a redução de problemas relacionados a sedimentos nas áreas de engenharia hidráulica, geologia, conservação de solo e água. Além disso, essa ferramenta pode ser usada em áreas científicas transdisciplinares para um planejamento e gerenciamento completos dos recursos hídricos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This paper presents a new computational tool called NH SEDIMENT AND STATISTIC which performs hydrosedimentological and statistical calculations using Visual Basic. This computational tool was developed for studies related to calculations of sediment transport in rivers. The tool includes hydrosedimentological methods for calculating suspension loads, bed loads, and total solid discharge. In addition, it provides the user with the possibility of performing statistical tests such as the Kolmogorov-Smirnov normality test, F test and χ2 test of variance, Student's t-test, non-parametric Wilcoxon test, and statistical parameter calculations. The NH SEDIMENT AND STATISTIC automatically calculates and provides the main results for each of the methods, allowing the user to draw their own conclusions. This proposed computational tool supports hydrosedimentological studies, and is reliable and easy to use, contributing to the reduction of sediment-related problems in the areas of hydraulic engineering, geology, and soil and water conservation. Furthermore, this tool may be used in transdisciplinary scientific areas for complete planning and management of water resources.

Resumo em Português:

RESUMO As áreas urbanas buscam novas opções de serviço de água, para garantir o abastecimento. A literatura acadêmica versa sobre o pensamento de que a crise hídrica está relacionada ao crescimento urbano; no entanto, o fator predominante é o aumento do consumo, independentemente do crescimento populacional, pois fatores comportamentais devem ser revistos a partir de simples hábitos diários. Os empresários não focam apenas nas questões de economia ou da discussão ambiental, de mais vale a garantia da autonomia, pois a insegurança hídrica é cada vez mais crescente. Empreendimentos como os shopping centers poderão consumir volumes de água equivalentes ao consumo de 5 mil pessoas. Para saber as percepções dos atores envolvidos no design e na gestão de shopping centers, este trabalho utilizou o método AHP, com a aplicação de questionários e resultados combinados. Dados resultantes demonstram que o conhecimento dos envolvidos nem sempre corresponde aos conceitos de conservação de água e que uma melhor sinergia entre a ciência e o mercado deve estar mais próxima.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Urban areas seek new water service options, to ensure the supply. The academic literature deals with the thought that the water crisis is related to urban growth; however, the predominant factor is the increased consumption, regardless of population growth, as behavioral factors should be reviewed based on simple daily habits. Entrepreneurs do not focus only on economic issues or on top of environmental discussion, as well ensuring autonomy, as water insecurity is increasingly growing. Enterprises such as shopping malls may consume water volumes equivalent to the consumption of 5,000 people. In order to know the perceptions of the actors involved in the design and management of shopping malls, this work used the AHP method, with the application of questionnaires and combined results. Resulting data demonstrate that the knowledge of those involved does not always correspond to the concepts of water conservation and a better synergy between science and the market should be more forthcoming.

Resumo em Português:

RESUMO A suinocultura é caracterizada pela produção de grande volume de dejetos, que quando dispostos inadequadamente provocam impactos nos recursos hídricos, no solo e no ar, além de promoverem riscos à saúde humana. A remoção conjunta de matéria orgânica e nutrientes tem se mostrado um desafio para o tratamento desse tipo de resíduo. Diante disso, o presente estudo avaliou a remoção simultânea de matéria carbonácea, nitrogênio e fósforo presentes em dejetos de suinocultura, em um sistema de tratamento biológico composto de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), seguido de um reator em batelada sequencial (RBS) operado em ciclos aeróbio/anóxico de 24 h. O sistema foi dividido em duas etapas operacionais: coluna de sedimentação, UASB e RBS, e UASB e RBS. O reator UASB, com tempo de detenção hidráulica de 15,5 h e carga orgânica volumétrica aplicada de 5,5 kg DQO.m-3.d-1, alcançou eficiência média de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) de 84% na primeira etapa. Na Etapa 1, ocorreu o melhor desempenho do sistema, com eficiências médias globais de remoção de DQO, nitrogênio total e fósforo iguais a 78, 85 e 67%, respectivamente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Swine farming is characterized by the production of a large volume of manure, which when improperly disposed causes impacts on water resources, soil, and air, in addition to promoting risks to human health. The joint removal of organic matter and nutrients from this type of waste has been a challenge. Therefore, the present study evaluated the simultaneous removal of carbonaceous matter, nitrogen, and phosphorus from swine wastewater in a biological treatment system composed of an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB), followed by a sequential batch reactor (SBR) operated in 24 hours aerobic/anoxic cycles. The system was divided into two operational phases: Sedimentation Column, UASB and SBR, and UASB and SBR. The UASB reactor, with hydraulic retention time of 15.5 h and applied organic volumetric load of 5.5 kg COD.m-3.d-1, achieved an average COD removal efficiency of 84% in the first stage. Stage 1 presented the best performance, with global average removal efficiencies of 78, 85, and 67% for COD, total nitrogen, and phosphorus, respectively.

Resumo em Português:

RESUMO A questão da qualidade da água nos corpos d’água urbanos é complexa, pois passa pelo controle de cargas poluidoras pontuais e difusas. As cargas pontuais ainda são um problema recorrente no Brasil, porém são mais facilmente identificáveis. As cargas difusas não têm um ponto de lançamento específico, o que torna seu controle mais difícil, pois ocorrem principalmente em função da lavagem das superfícies durante as chuvas. Os corpos d’água em áreas urbanas são severamente afetados por tais descargas, que se refletem na qualidade das águas e em seus usos. Nesse contexto, este trabalho apresenta elementos do monitoramento da qualidade da água do rio Pinheiros nos últimos dez anos; analisa os resultados do monitoramento da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb); verifica se há relação com resultados do monitoramento diário do projeto Avaliação da Qualidade das Águas do Sistema Pinheiros-Billings com o Protótipo Flotação; e, por fim, avalia o uso de sistema de biorretenção, que apresenta resultados significativos de reduções da carga poluidora do escoamento superficial chegando, em alguns casos, a mais de 90%. Essa solução é uma alternativa para a redução da poluição difusa na bacia do rio Pinheiros.

Resumo em Inglês:

Abstract The issue of water quality in urban water bodies is complicated, as it involves controlling on point and diffuse pollution loads. Point loads are still a problem in Brazil, although more easily identifiable. Diffuse loads do not have a specific discharge point, which makes their control more difficult, and they happen mainly due to stormwater surface runoff. Urban water bodies are exposed to the diffuse pollution, which affects their water quality and multiple uses. Thus, this article presents the Pinheiros River's water quality monitoring over the last ten years, analyzes the monitoring results of São Paulo State Environmental Company (Cetesb), and verifies the existence of a relationship with these results with the daily monitoring of the project “Avaliação da Qualidade das Águas do Sistema Pinheiros-Billings com o Protótipo Flotação”. Finally, it evaluates the use of a bioretention system with average reductions of runoff pollutants loads, in some cases, more than 90%, being an alternative for diffuse pollution control in the Pinheiros River basin.

Resumo em Português:

RESUMO A remoção de matéria orgânica e de nitrogênio em esgoto doméstico diluído foi avaliada em dois reatores híbridos, um anaeróbio (RHAN) e outro aeróbio (RHAE). O RHAN era formado por uma câmara tipo upflow anaerobic sludge blanket sobreposta por outra de filtro anaeróbio, enquanto o RHAE tinha uma câmara de lodo ativado sobreposta por outra de biofilme aerado submerso. A operação do sistema foi dividida em duas fases, FI e FII, com razões de recirculação de 50 e 75% e duração de 94 e 110 dias, respectivamente. Para a remoção de nitrogênio, o RHAE foi operado com oxigênio dissolvido de 3,0 mg.L-1. A técnica da reação em cadeia da polimerase foi empregada tanto para o lodo suspenso das câmaras inferiores, como para o biofilme aderido nas câmaras superiores, para identificar a presença de micro-organismos desnitrificantes e nitrificantes. As maiores eficiências de remoção em termos de demanda química de oxigênio e nitrogênio total foram obtidas em FII, sendo 91% e ~50%, respectivamente; as concentrações no efluente foram ~40 mg O2.L-1 e ~15 mg N-NT.L-1. A presença de três grupos de bactérias, as desnitrificantes, as oxidantes de amônia e as oxidantes de nitrito, foi confirmada no biofilme aderido do RHAE, indicando uma biomassa mixotrófica e sugerindo a possibilidade do processo de nitrificação e desnitrificação simultânea.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The removal of organic matter and nitrogen in diluted domestic sewage was evaluated in two hybrid reactors, one anaerobic (ANHR) and another aerobic (AEHR). ANHR was formed by a upflow anaerobic sludge blanket (UASB)-type chamber overlaid by an anaerobic filter, while AEHR had an activated sludge chamber overlaid by a submerged aerated biofilm chamber. The experimental period was divided into two phases, FI and FII, with recirculation ratios of 50 and 75%, and duration of 94 and 110 days, respectively. For nitrogen removal, AEHR was operated with a 3.0-mg.L-1 dissolved oxygen. Polymerase chain reaction technique was used for both suspended sludge in the down-chambers and attached biofilm in the upper-chambers, to identify the presence of denitrifying and nitrifying microorganisms. The highest removal efficiencies in terms of chemical oxygen demand and total nitrogen were obtained in FII, being 91 and ~50%, respectively; effluent concentrations were ~40 mg O2.L-1 and ~15 mg N-TN.L-1. The presence of three groups of bacteria, the denitrifiers, the ammonia oxidants and the nitrite oxidants, was confirmed in the attached biofilm of the RHAE, indicating a mixotrophic biomass and suggesting the possibility of simultaneous nitrification and denitrification process.