Resumo Efluentes de um tanque de peixes de cultivo de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) foram tratados em um sistema de dois reatores anaeróbios de leito fixo paralelos e seguido por um reator agitado suspenso sob ambiente anóxico para remoção de sólidos, matéria orgânica e nitrogênio. A estrutura da comunidade microbiana foi comparada entre os reatores e uma cultura enriquecida de anammox originada de lodo anaeróbio por PCR (Reação em Cadeia de Polimerase) e DGGE (Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante). A análise de DGGE revelou três grandes aglomerados microbianos, a saber, a biomassa do inóculo, a biomassa nos reatores e a cultura de anammox enriquecida. A similaridade entre a comunidade microbiana recuperada dos reatores anaeróbios e a comunidade anammox foi considerada baixa (32,7%), sugerindo diferenciação da comunidade bacteriana em função da seleção de grupos específicos de anammox. Embora o reator anóxico tenha piorado a qualidade do efluente, os resultados indicam o potencial de remoção de matéria orgânica e amônia em um único reator anaeróbio.

Abstract Effluent from a fish tank with Nile tilapia (Oreochromis niloticus) was treated in a system of two parallel fixed-bed anaerobic reactors followed by a suspended stirred, anoxic reactor for solids, organic matter and nitrogen removal. Microbial community structure was compared between the reactors and an enriched anammox culture originated from anaerobic sludge by using the PCR (Polymerase Chain Reaction) and DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) techniques. DGGE analysis revealed three large microbial clusters, namely, the biomass in the inoculum, the biomass growing in the reactors, and the enriched anammox culture. The similarity between the microbial community recovered from the anaerobic reactors and the anammox community was considered low (32.7%), suggesting differentiation of the bacterial community as a function of the selection of specific anammox groups. The last step in the anoxic reactor had worsened the effluent quality. The potential of organic matter and ammonia removal in a single anaerobic reactor was demonstrated.

Resumo A contaminação de solo e plantas por metais pesados devido ao uso de águas poluídas na irrigação agrícola é motivo de grande preocupação. No presente estudo, áreas irrigadas com água do rio Vieira foram avaliadas quanto a contaminação por As, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn. Para isso foram selecionadas duas áreas, uma a montante e outra a jusante da cidade de Montes Claros. A descarga de água residuária aumentou a concentração de As e Ni na água do rio Vieira; e, consequentemente, de As, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn no solo; e de As e Zn em plantas forrageiras. No entanto, os teores de metais pesados no solo não excederam os limites internacionais recomendados. O índice de carga de poluição (PLI) e o fator de contaminação (CF) indicaram existência de poluição e contaminação moderada em solos a jusante da cidade de Montes Claros. O índice de risco ecológico potencial (RI) e o coeficiente de risco ecológico (Er) indicaram baixo risco ecológico, porém esses indicadores foram maiores no solo a jusante de Montes Claros. O As foi o único metal pesado que apresentou fator de transferência (TF) maior que os valores generalizados encontrados na literatura e índice de geoacumulação (Igeo) positivo, indicativo de poluição antropogênica.

Abstract There is great concern with soil and plant contamination by heavy metals due to the use of polluted water in agricultural irrigation. In this study, areas irrigated with Vieira River water were evaluated as to contamination by As, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn. The Vieira River receives effluent from Montes Claros city, state of Minas Gerais, Brazil. To do so, two irrigated areas were selected, one upstream and one downstream of the Montes Claros city. Wastewater discharge increased the concentration of As and Ni in the water of Vieira River, and consequently, of As, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in the soil and of As and Zn in forage grasses. However, the content of heavy metals in the soil did not exceed the internationally recommended limits. Pollution load index (PLI) and contamination factor (CF) indicated the existence of pollution and moderate contamination in downstream soils of the city of Montes Claros. Potential ecological risk index (RI) and ecological risk factor (Er) indicated a low ecological risk, but these indicators were higher in downstream soils of Montes Claros. Arsenic (As) was the only heavy metal that featured a transfer factor (TF) higher than the widespread values found in literature and positive geoaccumulation index (Igeo), indicative of anthropogenic pollution.

RESUMO As águas residuárias podem ser consideradas como uma fonte hídrica e nutricional excelente para as plantas cultivadas. Porém, a presença de altas concentrações de sais e de compostos tóxicos pode afetar negativamente as plantações. Avaliou-se o efeito da irrigação com diferentes concentrações de água residuária tratada sobre o acumulo de nutrientes e os aspectos fisiológicos do milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) cultivado em solo argiloso e franco arenoso. O estudo foi conduzido em casa de vegetação (16°40’57,50” S; 43°50’26,07” O; 650 m) em esquema fatorial 5 x 2, consistindo de cinco níveis de concentração da água residuária tratada (0, 25, 50, 75 e 100%), combinado com dois tipos de solo (argiloso e franco arenoso). O delineamento estatístico do experimento foi em blocos casualizados com quatro repetições. O aumento na concentração de água residuária tratada na água de irrigação aplicada em solo argiloso e franco arenoso favoreceu o aumento da fotossíntese líquida, taxa de transpiração, condutância estomática, teor de clorofila foliar e acumulo de macro e micronutrientes nas plantas de milheto. Plantas de milheto cultivadas em solo argiloso apresentam aumento médio de 23% na capacidade de troca de gases e de 71% no acumulo de macro e micronutrientes, quando comparado com os tratamentos em solo franco arenoso. Portanto, a água residuária tratada contribui para o aumento da capacidade de troca de gases e maior acumulo de nutrientes em plantas de milheto, o que representa uma alternativa para a redução da demanda por água doce e uso de fertilizantes químicos.

ABSTRACT Wastewater can be considered an excellent nutritional and water source for cultivated plants. However, the presence of high concentrations of salts and toxic compounds can negatively affect crops. The effect of irrigation with different concentrations of treated wastewater on the accumulation of nutrients and gas exchange aspects of millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) grown in clay soil and sandy loam soil was analyzed. This study was conducted in a greenhouse (16°40’57,50” S; 43°50’26,07” O; 650 m) in a 5 x 2 factorial design, consisting of five levels of concentration of treated wastewater (0, 25, 50, 75, and 100%), combined with two types of soil (clay and sandy loam). The experiment was designed in randomized blocks with four replicates. The increase in treated wastewater concentration in irrigation water applied to clay soil and sandy loam soil favored the increase of net photosynthesis, transpiration rate, stomatal conductance, leaf chlorophyll content and accumulation of macro- and micronutrients in millet plants. Millet plants grown in clay soil showed an average increase of 23% in gas exchange capacity and 71% in accumulation of macro- and micronutrients, when compared with treatments in sandy loam soil. Therefore, treated wastewater contributes to the increase in gas exchange capacity and greater accumulation of nutrients in millet plants, which represents an alternative for reduced demand for fresh water and use of chemical fertilizers.

Neste trabalho são apresentadas duas técnicas para a avaliação da dispersão, num corpo d'água receptor, do efluente líquido de uma refinaria de petróleo. Assim, a pluma de dispersão foi caracterizada por medidas em campo de condutividade elétrica e por simulação computacional (simulador Cormix). Como caso de estudo, escolheu-se uma refinaria de petróleo cujo efluente é lançado no rio Atibaia (Paulínia/SP). O comportamento do efluente foi avaliado em um trecho de 1000 m após o ponto de lançamento. Os resultados demonstraram que a medição da condutividade elétrica é uma técnica adequada para a avaliação da dispersão de efluentes líquidos de refinaria de petróleo, pois apresentam alta condutividade elétrica e, com isso, há um forte contraste entre os valores do efluente e do rio. Além disso, outros parâmetros de qualidade da água do rio seguiram comportamento de dispersão semelhante ao da condutividade. A pluma de dispersão gerada pelo simulador computacional apresentou uma elevada concordância com os dados obtidos em campo. Nesse sentido, a simulação computacional pode ser uma ferramenta útil para a avaliação da dispersão do efluente considerando-se cenários hipotéticos, e para projetos de emissários.

In this paper, two techniques to evaluate the dispersion of the effluent of an oil refinery are presented. Thus, the dispersion plume was characterized by field measurements of electrical conductivity and by computational simulation (Cormix simulator). An oil refinery whose effluent is discharged on the Atibaia river (Paulínia/SP) is taken as study case. The behavior of the effluent was evaluated until 1000 m after the discharge. The results show that the measurement of electrical conductivity is a suitable technique to evaluate the dispersion of oil refinery wastewaters, since they have high conductivity and for this reason there is a strong contrast between the values of the wastewater and the ambient background. Furthermore, other water quality parameters had a dispersion behavior similar to that shown by the conductivity. The dispersion plume generated by the computational simulator showed high concordance with the field data. In this manner, computational simulation can be a useful tool to evaluate the dispersion of discharges considering hypothetic scenarios, as well as to design the discharge channel.

Avaliou-se o potencial de uso reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais com biomassa imobilizada (ASBBR), em escala piloto, no tratamento de água residuária industrial contendo elevadas concentrações de sulfato. O ASBBR, com volume total de 1.2 m³, foi preenchido com carvão mineral como meio suporte para imobilização da biomassa (leito fixo). Foram aplicadas cargas de 0,15; 0,30; 0,65; 1,30 e 1,90 kg SO4-2/ciclo (ou batelada) com duração de 48 h, correspondendo, respectivamente, às concentrações de sulfato no afluente de 0,25; 0,50; 1,0; 2,0 e 3,0 gSO4-2.l-1. Utilizou-se etanol como doador de elétrons para a redução do sulfato. O reator foi operado à temperatura ambiente (29±8ºC), tendo sido obtidas eficiências médias na redução de sulfato entre 88 e 92% em 92 ciclos (275 dias). Os resultados obtidos permitem concluir que o uso de reatores ASBBR constitui-se em alternativa eficiente para a remoção de sulfatos de águas residuárias com características semelhantes às utilizadas neste trabalho.

The potential use of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR) in pilot-scale for the treatment of a sulfate-rich industrial wastewater was evaluated. The pilot 1.2 m³ ASBBR reactor was filled with mineral coal for biomass immobilization (fixed film). The sulfate loading rates applied were 0.15; 0.30; 0.65; 1.30 and 1.90 kg SO4-2/cycle (or batch). Each cycle lasted 48 h. The influent concentrations were, respectively, 0.25; 0.50; 1.0; 2.0 and 3.0 gSO4-2.l-1. Ethanol was used as electron donor for sulfate reduction. The reactor operated at ambient temperature (29±8ºC), and the mean efficiencies of sulfate removal were in the range 88 to 92% in the 92 run cycles. The total operating period comprised 275 days. Based on the results obtained in this research, it could be concluded that the ASBBR can be an efficient alternative for the removal of sulfate from other industrial wastewaters with similar characteristics.