A suinocultura é uma atividade de grande potencial poluidor, haja vista o número de contaminantes contidos nos seus efluentes, o qual possui elevada concentração de matéria orgânica e organismos patogênicos, representando uma fonte de contaminação, dos recursos hídricos, do solo e do ar. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi construir Reatores Anaeróbios Horizontais de Leitos Fixos (RAHLF) em série, visando a remoção de carga orgânica das águas residuárias de suinocultura da Fazenda Experimental da Universidade Federal de Mato Grosso. Foram monitorados os parâmetros físicos (cor, turbidez e sólidos totais), químicos (pH, DBO5, DQOtotal, fósforo total, nitrogênio total e carga orgânica volumétrica de, DBO5 e DQOtotal), microbiológicos (Coliformes totais e termotolerantes) e para monitoramento da temperatura interna dos reatores foi utilizada sensores arduíno. O RAHLF alcançou eficiência significativa em todos os parâmetros analisados, se mostrando eficaz na remoção principalmente de matéria orgânica (DBO5, DQOtotal). Alcançando eficiência de 94,09% de cor, 90,4% de turbidez, 92% de DQOtotal, e. As concentrações de COV Kg DBO5/m³.d e DQOtotal/m³.d alcançaram eficiência de remoção 96,97% e 94,13% respectivamente. O sistema alcançou expressivamente a eficiência de remoção principalmente em carga orgânica, porém, somente as concentrações de DQOtotal, DBO5, sólidos totais e faixa de pH, se enquadraram na legislação vigente de lançamento de efluentes em corpos d’água.
Dissertações
Wetlands construídas de fluxo vertical como pós-tratamento de reator rahlf utilizando águas residuárias de suinocultura
O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desempenho de Wetlands construídas de Fluxo Vertical vegetadas com as macrófitas Helicônia Pisittacorum (WCHP) e Pontederia Parviflora (WCPP) e Wetlands Construídas de Fluxo Vertical Não Vegetado (WCNV), em escala piloto, na remoção de matéria orgânica e nutrientes, como pós-tratamento de Reator Anaeróbio Horizontal de Leito Fixo (RAHLF), utilizando-se águas residuárias da suinocultura da fazenda experimental da Universidade Federal de Mato Grosso. A metodologia consistiu de projetar e construir o RAHLF e o sistema de Wetlands construídas, em escala piloto, que foi instalado e monitorado na área do Centro Experimental de Hidráulica e Saneamento Ambiental (CEHISA), no Campus de Cuiabá/UFMT. Foram monitorados os efluentes brutos da suinocultura, o efluente tratado do reator RAHLF, e também foi monitorado o sistema de Wetlands construídas com Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 5 a 10 dias. Os parâmetros analisados foram: temperatura, pH, Condutividade elétrica (CE), Oxigênio dissolvido (OD), Sólidos Totais Dissolvidos (STD), sólidos suspensos totais (SST), cor, turbidez, demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) e demanda química de oxigênio (DQO), Nitrogênio (Nitrito, Nitrato e Nitrogênio Total), Fósforo (P), Sulfato, de acordo com os métodos estabelecidos pelo Standard Methods (APHA, 1998). Os resultados obtidos demonstraram que houve remoção nas Wetlands vegetadas com a macrófita endêmica do pantanal brasileiro, a Pontederia Parviflora, com eficiências médias de 84-91%, para DBO5 e DQO, e de 98-93-84% para Nitrito, Nitrato e NT, e de 93% para o Fósforo.
Análise comparativa dos estudos de impacto ambiental de quatro hidrelétricas no Rio Teles Pires
A região hidrográfica amazônica tem um potencial hidrelétrico muito elevado e de importância econômica para o país, mas cujos impactos ambientais negativos vem sendo motivo de estudos e polêmicas no país e no mundo. No rio Teles Pires, que juntamente com o Juruena forma um dos principais afluentes da margem direita do rio Amazonas, o Tapajós, estão concentrados quatro empreendimentos hidrelétricos, sendo UHE Sinop, com capacidade de geração de energia cerca de 400MW, em fase de construção, UHE Colíder com 300MW, em fase de enchimento do reservatório (final da construção), UHE São Manuel com 750 MW, também em fase de construção, e UHE Teles Pires, em operação desde o final de 2014, com capacidade de geração de 1820 MW. Os Estudos de Impacto Ambiental (EIAs) destes empreendimentos, sendo parte da gestão dos recursos hídricos, deve adotar a bacia hidrográfica como unidade, de acordo com a Política Nacional de Recursos Hídricos e com os respectivos Termos de Referência, sempre de maneira integrada e considerando os usos múltiplos da água. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo fazer uma análise integrada destes quatro EIAs já aprovados no rio Teles Pires. O enfoque e critérios da análise destes quatro EIAs foram: comparar seus custos-benefícios; identificar as sobreposições das áreas de influência direta e indireta; verificar a citação e o tipo de citação feita em cada EIA em relação aos demais e avaliar se todos consideraram como unidade de gestão a bacia hidrográfica, conforme estabelece a legislação. Para análise destes documentos, utilizou-se o método Check List e comparações e relação entre grandezas para classificar o custo-benefício de cada empreendimento. Na avaliação de custo-benefício entre área alagada, tempo de residência, quantidade de concreto usado e desnível, a UHE Teles Pires, seguida de São Manoel, apresentaram a melhor relação, sendo que o pior custo-benefício foi constatado em UHE Sinop, seguida da UHE Colíder. A UHE Teles Pires foi a mais citada no EIA da UHE São Manoel e vice-versa, as demais tiveram poucas citações de cada uma em seus EIAs.
Análise qualitativa de fontes hídricas e viabilidade do uso da água de chuva para consumo humano
Neste trabalho foi analisada a qualidade da água de chuva captada e armazenada em reservatório, visando seu uso para consumo humano, e demais fontes hídricas acessíveis (Nascente, Poço, Balneário Estivado e Rio Quebó)a residências situadas em assentamento localizado na Vila Coqueiral, área rural do município de Nobres – Mato Grosso. O sistema de captação contempla o tratamento da água com filtração para remoção de materiais grosseiros como folhas e galhos, seguido de uma medida de descarte da água de chuva no início da precipitação e desinfecção no reservatório com a finalidade de eliminar microrganismos patogênicos. As coletas foram realizadas mensalmente, entre os meses de Maio e Setembro de 2016. Foram analisados os parâmetros: Temperatura da Água, pH, Cloro Residual, Turbidez, Alcalinidade, Dureza Total, Cor Aparente, Carbono Orgânico Total, Ferro, Arsênio, Chumbo, Coliformes Totais, Escherichia coli e Bactérias Heterotróficas. Como resultado para os reservatórios foram encontrados valores acima do padrão estabelecido pela Portaria MSº 2914/2011 de Potabilidade para os parâmetros Bactérias Heterotróficas, Coliformes Totais e Escherichia coli, este em algumas análises. Um dos reservatórios também obteve resultados do parâmetro Cor Aparente em inconformidade com o estabelecido pela portaria, ao contrário dos demais pontos. Para as demais fontes hídricas foram encontrados valores acima do padrão estabelecido pela Portaria MSº 2914/2011 de potabilidade para os parâmetros microbiológicos Coliformes Totais, E. Coli e Bactérias Heterotróficas. Também foi encontrada desconformidade para os parâmetros Cor Aparente e Turbidez em todos os poços analisados.
Uso do Epanet para determinar pressões de serviço da rede de abastecimento de água de lucas do Rio Verde – MT
Informações confiáveis sobre o comportamento hidráulico, especialmente das pressões e vazões, de um sistema de abastecimento de água são essenciais para auxiliar a tomada de decisão e realizar uma gestão eficiente. Porém, devido à dificuldade em mensurar as oscilações dessas grandezas ao longo do dia, as informações sobre elas são, muitas vezes, escassas e imprecisas. A falta de dados físicos impossibilita a realização de simulações hidráulicas confiáveis, uma vez que dados confiáveis de entrada são necessários para se obter boas resposta do modelo. Para se obter um modelo hidráulico representativo existe uma série de processos que devem ser seguidos que vai desde a escolha de um sistema fechado até a coleta de dados para a validação do modelo, sendo que alguns dos processos demandam recursos financeiros e de tempo, como é o caso da aquisição dos equipamentos para coleta de pressão, com isso muitos modelos existentes não representam a realidade. Para evitar os erros, foi aplicado todos os passos necessários em um sistema fechado afim de obter um modelo o mais próximo da realidade, sendo desenvolvido um algoritmo de calibração capaz de determinar quais são os consumos na rede de abastecimento em todos os horários do dia, fornecendo assim dados para realizar simulações hidráulicas mais confiáveis. Para a área de estudo foi elaborado um banco de dados georreferenciado contendo os elementos do sistema de abastecimento de água, utilizando o Software ArcGIS. Além disso, foram desenvolvidos medidores de pressão de baixo custo, empregados na coleta dos dados em 15 pontos da cidade durante 43 dias, e neste mesmo período foi monitorado a pressão em 16 unidades de bombeamento. O banco de dados georreferenciado foi utilizado como base para a construção do modelo hidráulico no Software EPANET, onde foram realizadas as simulações hidráulicas. Foram coletados 383.904 dados de pressão em 31 pontos, dos quais 66,7% foram utilizados para calibrar o modelo, e 33,3% para validar a sua eficiência. A calibração se mostrou eficiente e a simulação hidráulica gerou resultados de pressão muito similares aos observados na rede em todos os pontos de coleta.
Mudança da cobertura do solo e o coeficiente de escoamento de sub-bacias do rio das Mortes – MT
O estudo da alteração no escoamento da bacia é de extrema importância para a compreensão das alterações causadas pelo diferentes usos do solo feito pelo homem e suas conseqüências na produção de água na bacia. O intensivo uso agropecuário da bacia do Rio das Mortes e a disponibilidade de dados no sistema integrado nacional de informações hidrológicas nos permite buscar uma relação entre a alteração no uso e ocupação do solo ao longo dos últimos 30 anos e a alteração no coeficiente de escoamento das áreas de estudo dentro da bacia. Optou-se dessa forma por estudar uma sub-bacia representativa do Alto Rio das Mortes e uma sub-bacia representativa do Baixo Rio das Mortes a fim de analisar as variações dentro da bacia. Observou-se que as duas sub-bacias apresentam comportamento semelhante no que se refere à precipitação e vazão anual, se correlacionando. A bacia do Baixo Rio das Mortes apresentou maior volume precipitado por unidade de área enquanto que a bacia do Alto Rio das Mortes apresentou maior volume escoado anual por unidade de área. As duas sub-bacias são exploradas por uso agropecuário. O Alto Rio das Mortes possui 486 pontos com vazões outorgadas em novembro de 2017 sendo 98% para a irrigação. No Baixo Rio das Mortes ha 25 pontos de vazões outorgadas em Novembro de 2017 sendo 83% para uso agropecuário (irrigação e criação animal). Os coeficientes de correlação apresentaram correlação forte entre o coeficiente de escoamento e o uso agrícola, apresentaram também correlação forte entre o coeficiente de escoamento e a vegetação natural. Enquanto no Alto Rio das Mortes uma maior tava de vegetação proporciona uma redução no coeficiente de escoamento, no Baixo Rio das Mortes uma maior taxa de vegetação proporciona um aumento no coeficiente de escoamento da bacia. Nas duas sub-bacias o coeficiente de escoamento apresenta correlação forte negativa com o uso agrícola.
Utilização de fertirrigação com efluentes de um abatedouro de bovinos
As pressões antrópicas exercidas sobre os recursos hídricos vêm se intensificando ao longo do tempo, tendo como aliada as restrições mais efetivas das legislações recentes, principalmente aquelas baseadas nos instrumentos de comando e controle. Portanto, a utilização de técnicas sustentáveis para manejo de efluentes se tornam imprescindíveis, principalmente aos efluentes industriais, caracterizado pela externalidade do processo de produção de diversos empreendimentos, tal como o abatedouro de bovinos. Sendo assim, o presente trabalho foi baseado em um estudo de caso do reuso de efluentes de abatedouro de bovinos, aplicado na modalidade de fertirrigação, inserido no município de Água Boa-MT. O estudo buscou verificar a viabilidade de três diretrizes principais, sendo: (i) ambiental, (ii) agronômicas e (iii) econômica, além de se apontar os principais impactos positivos e negativos da fertirrigação. Na etapa de verificação da viabilidade ambiental foram realizados diagnósticos das características naturais do solo, da bacia hidrográfica e da área de irrigação, visando se determinar a vulnerabilidade ambiental natural pré-existente. As condições agronômicas foram determinadas em função da fertilidade do solo, sua variação durante a atividade de fertirrigação, bem como das exigências nutricionais das culturas implantadas na área. Na etapa de avaliação da viabilidade econômica de implantação e operação deste sistema, buscou-se validar o potencial agronômico. Para a determinação dos impactos se produziu, a partir de revisão bibliográfica, uma matriz de impactos. De modo geral os resultados se mostraram satisfatórios, indicando que as dosagens de nutrientes aplicadas através dos efluentes, embora foram inferiores às suas exigências nutricionais, se apresentaram significativas, representando cerca de 51% de nitrogênio, 45% de fósforo e 15% de potássio, corroborando com a redução dos custos operacionais e aquisição de fertilizantes. Além disso, observou-se redução do déficit hídrico para o cultivo agrícola na região e, como um dos principais impactos positivos, a inutilização da diluição dos efluentes gerados tratados no Ribeirão Bonito. Sendo assim, a técnica de fertirrigação se mostrou um método sustentável, que contribui para a manutenção do equilíbrio ecológico frente aos usos múltiplos da água agregando diversos benefícios para área fertirrigada
Modelagem processual da vazão e parâmetros de qualidade de água na bacia hidrográfica do rio Cuiabá/MT, afluente do Pantanal
Neste trabalho, foi avaliada a aplicação do modelo SWAT na Bacia Hidrográfica do Rio Cuiabá, com área de 29.000 km², localizada no estado de Mato Grosso, Brasil, parte integrante da bacia do Paraguai, sendo uma das principais bacias de contribuição do Pantanal. A avaliação foi feita através da calibração e validação entre dados medidos e simulados de vazão em passo de tempo mensal no canal, com o intuito de comparar cenários com e sem a influência da UHE Manso sobre a variação das vazões. O modelo SWAT não-calibrado mostrou-se já eficiente na simulação inicial com coeficientes de eficiência de Nash entre 0.57 a 0.98 para os seis pontos de monitoramento, porém ocorreu sistematicamente superestimação das máximas e subestimação das mínimas. A calibração do modelo com escolha dos parâmetros e definição dos intervalos dentro de limites para a análise de sensibilidade foi realizada por meio do programa SWAT-CUP. O período de calibração compreendeu os anos de 2005 a 2009 e resultou numa melhora do coeficiente de Nash, que oscilou entre 0.68 e 0.99. A validação dos dados para o período de 2010 a 2013 resultou em coeficientes de Nash entre 0,67 e 0,99. Para analisar a influência da hidrelétrica de Manso sobre a vazão do Rio Cuiabá foi simulado um cenário com exclusão da UHE no período de 2005 a 2013. A regularização proporcionou eventos de máxima e mínima menos pronunciados, as vazões médias diminuíram na faixa entre 3,15 a 13,95%, as mínimas aumentaram de 55 a 288% e as máximas diminuíram de 16 a 41% nos pontos de monitoramento analisados.
Análise da influência da macrófita Typha Domingensis e da linhagem bacteriana Shewanella Sp. g5-03 na biorremediação de efluente têxtil sintético contendo o corante azo vermelho congo (c.i direct red 28)
Os corantes sintéticos representam um dos maiores grupos de compostos recalcitrantes, os quais são utilizados em larga escala pela indústria têxtil. Eles atuam como grandes responsáveis pela poluição hídrica, e geram no local de seu lançamento uma alta demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), sólidos dissolvidos totais e sólidos suspensos totais, pH extremo, sais, metais, e a cor, que é sua característica mais destacada. Seu tratamento demanda a utilização de tecnologias complexas e de alto custo para minimização dos impactos causados, além de serem, muitas vezes, pouco eficientes. A técnica de biorremediação/fitorremediação têm se demonstrado eficiente no tratamento de diversos tipos de poluentes como metais pesados, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, pesticidas, corantes têxteis, entre outros. Desta forma, o objetivo deste estudo foi testar utilização de uma técnica eficaz e de baixo custo através da avaliação da influência da macrófita Typha domingensis e da linhagem bacteriana Shewanella sp. G5-03 na degradação de um efluente têxtil sintético utilizando o corante vermelho Congo. Para isso, foram realizados experimentos em laboratório com o isolado escolhido em condições específicas de temperatura, pH e condições de incubação. Posteriormente, foi construído um sistema híbrido composto por um reator biológio bioaumentado com a linhagem Shewanella sp. G5-03 ligado a um sistema composto por dois wetlands construídos em série, plantados com a macrófita Typha domingensis. Um efluente sintético foi elaborado em laboratório, acrescido de uma concentração de 50mg/L do corante Vermelho Congo (Direct Red 28). Foi estabelecido fluxo contínuo de 9,5 ml/min, com tempo de detenção hidráulica de 7 horas no biorreator e 43,8 horas no sistema wetland. Foram fixados dois pontos de coleta, na saída do biorreator e saída do wetland, onde foram analisados os parâmetros: DQO, potencial redox, turbidez, amônia, ortofosfato, aminas aromáticas, concentração do corante e fitotoxicidade. Os resultados demonstraram viabilidade das espécies escolhidas no tratamento do efluente, principalmente na remoção de cor e matéria orgânica, porém com pouca remoção de nutrientes, devidoprincipalmente ao ambiente anaeróbio obtido no sistema.
Processo de compostagem de resíduos sólidos em leira estática automatizada com aeração forçada
O processo de expansão e urbanização das cidades tem contribuído para o surgimento de inúmeros problemas, que por consequência degradam e poluem o meio ambiente. Um desses problemas é decorrente do aumento da geração de resíduos sólidos, principalmente de matéria orgânica. Por meio do tratamento adequado deste resíduo, através da compostagem, é possível reduzir consideravelmente a quantidade de resíduos que seriam destinados aos aterros. Porém, a compostagem apresenta algumas desvantagens, como: longo tempo para a maturação do composto e os altos custos de operacionalização. Neste sentido, o presente trabalho consistiu em projetar, construir e monitorar um sistema de leira automatizada estática aerada utilizando a plataforma Arduino e sensores de temperatura e umidade, os quais acionavam os sistemas de bombas para a aeração e irrigação do composto. Foram montadas duas leiras com tratamento manual para verificar a eficiência do tratamento automatizado. Quinzenalmente foram inseridos resíduos orgânicos, provenientes do munícipio de Santo Antônio do Leverger, nas leiras de compostagem. O processo de maturação do composto orgânico foi monitorado através das análises de parâmetros físicos, químicos e microbiológicos (pH, umidade, DQO, entre outros). Também foram realizadas caracterizações gravimétricas do resíduo sólidos provenientes da zona rural e urbana do município de Santo Antônio do Leverger-MT. A leira automatizada forneceu resultados satisfatórios, como a redução do tempo de maturação do composto e que o composto tenha alto índice de nutrientes para o cultivo de plantas e hortas.
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