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Dissertações |
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GABRIELLE SEGATTI SOARES ALMEIDA
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EFEITOS INDIVIDUAIS E COMBINADOS DE ESTRESSORES EM MACROINVERTEBRADOS BENTÔNICOS DE RIACHOS TROPICAIS: EXPERIMENTO EM MESOCOSMOS
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Orientador : RICARDO HIDEO TANIWAKI
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Data: 07/03/2024
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O desenvolvimento agrícola tem contribuído para a degradação dos ecossistemas de água doce em regiões tropicais. Dois principais fatores de estresse em riachos e rios em áreas agrícolas são a deposição de sedimentos finos, resultante da erosão, e o enriquecimento de nutrientes devido à fertilização do solo. Além disso, as mudanças climáticas globais podem intensificar esses impactos, acarretando maiores consequências negativas para os ambientes lóticos tropicais, tais como redução no fluxo da água. No entanto, as interações potencialmente importantes entre o aquecimento climático e os estressores relacionados ao uso da terra permanecem em grande parte desconhecidas. Dessa maneira, neste estudo foi analisado os efeitos isolados e combinados da sedimentação (dois níveis), enriquecimento com nutrientes (4 níveis) e redução da vazão (dois níveis) sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em riachos tropicais. O experimento foi conduzido em um sistema de mesocosmos experimentais, constantemente enriquecidos com água do riacho objeto de estudo. De maneira geral, o único estressor que apresentou efeitos significativos negativos, foi o enriquecimento com nitrato em nível elevado. O presente trabalho foi dividido em duas partes, sendo a primeira uma revisão bibliográfica, abordando os principais aspectos dos estressores e da comunidade bentônica, enquanto a segunda parte se configurou como um capítulo em formato de artigo científico.
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O desenvolvimento agrícola tem contribuído para a degradação dos ecossistemas de água doce em regiões tropicais. Dois principais fatores de estresse em riachos e rios em áreas agrícolas são a deposição de sedimentos finos, resultante da erosão, e o enriquecimento de nutrientes devido à fertilização do solo. Além disso, as mudanças climáticas globais podem intensificar esses impactos, acarretando maiores consequências negativas para os ambientes lóticos tropicais, tais como redução no fluxo da água. No entanto, as interações potencialmente importantes entre o aquecimento climático e os estressores relacionados ao uso da terra permanecem em grande parte desconhecidas. Dessa maneira, neste estudo foi analisado os efeitos isolados e combinados da sedimentação (dois níveis), enriquecimento com nutrientes (4 níveis) e redução da vazão (dois níveis) sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em riachos tropicais. O experimento foi conduzido em um sistema de mesocosmos experimentais, constantemente enriquecidos com água do riacho objeto de estudo. De maneira geral, o único estressor que apresentou efeitos significativos negativos, foi o enriquecimento com nitrato em nível elevado. O presente trabalho foi dividido em duas partes, sendo a primeira uma revisão bibliográfica, abordando os principais aspectos dos estressores e da comunidade bentônica, enquanto a segunda parte se configurou como um capítulo em formato de artigo científico.
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LETICIA DE SOUZA ZANI
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Estratégias de manejo de SUS SCROFA (LINNAEUS, 1758) – javali, no território brasileiro e sua distribuição potencial na região neotropical
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Orientador : ANGELA TERUMI FUSHITA
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Data: 28/03/2024
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Espécie exótica é toda espécie que habita uma região diferente da sua área de distribuição natural. O javali (Sus scrofa) teve sua introdução no Brasil em diferentes momentos históricos e possui hoje uma ampla abrangência espacial no território brasileiro com efeitos negativos nos habitats em que se encontra, potencializados pelo caráter selvagem, predatório e territorial da espécie. Animal exótico invasor em sua definição e em vista da sua ampla distribuição em território nacional, o projeto tem como como intencionalidade analisar em quais regiões do Brasil o javali (Sus scrofa) tem potencial de invasão com base nas características ambientais dos habitats em que o animal se encontra atualmente distribuído. Utilizando como aparato teórico a revisão bibliográfica dos processos de introdução e ocupação no Brasil, os impactos e malefícios na biodiversidade, a legislação vigente que trata das normativas referentes ao manejo do animal e sua proliferação no país, bem como os efeitos controversos da caça do animal. Tendo como método a aplicação de modelagem preditiva potencial de distribuição da espécie para identificar possíveis padrões de ocupação nos habitats atualmente ocupados por meio de variáveis ambientais selecionadas e angariar indicativos de expansão no Brasil. Com auxílio de ferramentas de modelagem e sistemas de informação geográfica pode-se desprender novos focos da distribuição espacial do javali no Brasil.
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Espécie exótica é toda espécie que habita uma região diferente da sua área de distribuição natural. O javali (Sus scrofa) teve sua introdução no Brasil em diferentes momentos históricos e possui hoje uma ampla abrangência espacial no território brasileiro com efeitos negativos nos habitats em que se encontra, potencializados pelo caráter selvagem, predatório e territorial da espécie. Animal exótico invasor em sua definição e em vista da sua ampla distribuição em território nacional, o projeto tem como como intencionalidade analisar em quais regiões do Brasil o javali (Sus scrofa) tem potencial de invasão com base nas características ambientais dos habitats em que o animal se encontra atualmente distribuído. Utilizando como aparato teórico a revisão bibliográfica dos processos de introdução e ocupação no Brasil, os impactos e malefícios na biodiversidade, a legislação vigente que trata das normativas referentes ao manejo do animal e sua proliferação no país, bem como os efeitos controversos da caça do animal. Tendo como método a aplicação de modelagem preditiva potencial de distribuição da espécie para identificar possíveis padrões de ocupação nos habitats atualmente ocupados por meio de variáveis ambientais selecionadas e angariar indicativos de expansão no Brasil. Com auxílio de ferramentas de modelagem e sistemas de informação geográfica pode-se desprender novos focos da distribuição espacial do javali no Brasil.
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ALAN YAGO BARBOSA DE LIMA
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Impacto do El Niño Oscilação Sul na Segurança Alimentar:
Panorama do Contexto Brasileiro
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Orientador : ANDREA DE OLIVEIRA CARDOSO
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Data: 10/04/2024
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A segurança alimentar e nutricional (SAN) é uma preocupação global que é impactada por fatores climáticos e socioeconômicos. Apesar dos recordes anuais de produção agrícola, globalmente a insegurança alimentar ainda é uma realidade, com cerca de 768 milhões de pessoas em situação de privação alimentar em 2021. À política climática global e o bem-estar da sociedade são temas amplamente debatidos no meio científico internacional. Nesse contexto, o fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS) é conhecido por ser uma importante fonte de variação climática, com potencial de intensificar problemas socioeconômicos e de produção agrícola. O fenômeno possui uma previsibilidade, apresentando duas fases, El Niño, aquecimento do Pacífico tropical, e La Niña, resfriamento. Através do estudo desse fenômeno e o conhecimento quanto a sua influência, pode ser possível minimizar os impactos climáticos na SAN. O objetivo dessa pesquisa é investigar a influência e impactos do ENOS sobre a segurança alimentar no Brasil. Foram utilizados dados de índice de prevalência de desnutrição, variação de temperatura da região do oceano pacífico correspondente ao Niño 3.4, e dados socioeconômicos relacionados a renda, consumo e oferta alimentar entre 1991 e 2020. Foram conduzidas análises de correlações entre desnutrição e fatores socioeconômicos e comparada a evolução de dados do Brasil, que é um país fortemente afetado pelo ENOS, e um grupo de países (Argentina, Canadá, Chile, Espanha, Estados Unidos da América e Uruguai) fracamente afetado e socioeconomicamente semelhante ao Brasil. Foi realizada uma análise econométrica com base em um modelo de regressão para melhor compreensão dessas relações. Os resultados mostram que a prevalência de desnutrição diminuiu ao longo do tempo, com uma média de desnutrição maior em anos de El Niño. Ao comparar o Brasil com o grupo fracamente afetado pelo ENOS, observou-se que os fatores que afetam a segurança alimentar são intensificados no caso do Brasil, enquanto no grupo fracamente afetado pelo ENOS os indicadores se mantiveram relativamente estáveis ao longo dos anos. Os efeitos do ENOS no abastecimento alimentar são insignificantes, sugerindo que o sistema alimentar nacional tem a capacidade de minimizar os efeitos climáticos. Foi observado uma forte relação entre entre o ENOS a oscilação dos preços e a prevalência de desnutrição, com aumento desses índices em estados mais quentes do fenômeno. O estudo indica que o ENOS apresenta impacto significativo na estabilidade de acesso aos alimentos, mas não na sua disponibilidade pois não há escassez alimentar, e que melhorias nas condições socioeconômicas impactam positivamente a segurança alimentar.
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A segurança alimentar e nutricional (SAN) é uma preocupação global que é impactada por fatores climáticos e socioeconômicos. Apesar dos recordes anuais de produção agrícola, globalmente a insegurança alimentar ainda é uma realidade, com cerca de 768 milhões de pessoas em situação de privação alimentar em 2021. À política climática global e o bem-estar da sociedade são temas amplamente debatidos no meio científico internacional. Nesse contexto, o fenômeno El Niño-Oscilação Sul (ENOS) é conhecido por ser uma importante fonte de variação climática, com potencial de intensificar problemas socioeconômicos e de produção agrícola. O fenômeno possui uma previsibilidade, apresentando duas fases, El Niño, aquecimento do Pacífico tropical, e La Niña, resfriamento. Através do estudo desse fenômeno e o conhecimento quanto a sua influência, pode ser possível minimizar os impactos climáticos na SAN. O objetivo dessa pesquisa é investigar a influência e impactos do ENOS sobre a segurança alimentar no Brasil. Foram utilizados dados de índice de prevalência de desnutrição, variação de temperatura da região do oceano pacífico correspondente ao Niño 3.4, e dados socioeconômicos relacionados a renda, consumo e oferta alimentar entre 1991 e 2020. Foram conduzidas análises de correlações entre desnutrição e fatores socioeconômicos e comparada a evolução de dados do Brasil, que é um país fortemente afetado pelo ENOS, e um grupo de países (Argentina, Canadá, Chile, Espanha, Estados Unidos da América e Uruguai) fracamente afetado e socioeconomicamente semelhante ao Brasil. Foi realizada uma análise econométrica com base em um modelo de regressão para melhor compreensão dessas relações. Os resultados mostram que a prevalência de desnutrição diminuiu ao longo do tempo, com uma média de desnutrição maior em anos de El Niño. Ao comparar o Brasil com o grupo fracamente afetado pelo ENOS, observou-se que os fatores que afetam a segurança alimentar são intensificados no caso do Brasil, enquanto no grupo fracamente afetado pelo ENOS os indicadores se mantiveram relativamente estáveis ao longo dos anos. Os efeitos do ENOS no abastecimento alimentar são insignificantes, sugerindo que o sistema alimentar nacional tem a capacidade de minimizar os efeitos climáticos. Foi observado uma forte relação entre entre o ENOS a oscilação dos preços e a prevalência de desnutrição, com aumento desses índices em estados mais quentes do fenômeno. O estudo indica que o ENOS apresenta impacto significativo na estabilidade de acesso aos alimentos, mas não na sua disponibilidade pois não há escassez alimentar, e que melhorias nas condições socioeconômicas impactam positivamente a segurança alimentar.
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BEATRIZ CARVALHO DE SOUZA
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O desafio da responsabilidade por danos decorrentes de contaminação de agrotóxico: limites do Direito brasileiro na mitigação desse impacto socioambiental
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Orientador : VITOR VIEIRA VASCONCELOS
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Data: 28/05/2024
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A discussão sobre o uso de agrotóxicos no Brasil vem ganhando destaque desde que o país foi apontado como o maior consumidor desses produtos do mundo, em 2008, e segue com uma política de incentivo à essa forma de produção agrícola, o que gera muito debate no meio acadêmico, sociedade civil e esfera pública. Os riscos sobre o uso intensivo dessas substâncias para o meio ambiente e saúde humana são discutidos desde 1962, todavia há grande dificuldade de identificar o liame de causalidade entre evento e dano, ou seja, comprovar que determinado produto, durante determinada ocasião, ocasionou o dano em comento. Por isso, foi despertado o interesse de apurar como esse tema é tratado no judiciário brasileiro. O presente trabalho tem como objetivo analisar a dificuldade de comprovação desse nexo de causalidade nas ações de responsabilização por contaminação de agrotóxicos. Para tanto, foi feita pesquisa em duas frentes: a primeira, através de uma pesquisa jurisprudencial nos estados de Mato Grosso, São Paulo, Pernambuco e Paraná, e a segunda, por meio de entrevistas com peritos judiciais e outros atores que trabalham diretamente na investigação. Na jurisprudência, percebe-se que o judiciário é acionado principalmente por danos à saúde humana e às lavouras, são poucas ações sobre contaminação do meio ambiente como bem coletivo e, em aproximadamente metade das decisões não foi configurado o nexo causal, sendo os principais entraves a rejeição da relação dos agrotóxicos com doenças e o evento da deriva do produto para outros locais que não o de aplicação. Na seara trabalhista, nota-se a pouca utilização de Equipamentos de Proteção Individual (EPI), e concentra os casos de óbito. Durante as entrevistas, relatam a complexidade desses produtos, que são identificados apenas em condições temporais, espaciais e de quantidade bastante específicas. A combinação dessas análises permite que seja traçado um panorama sobre a questão no país e que sejam apontadas possíveis soluções para que o Direito brasileiro consiga ser mais efetivo na sua atuação. Por ser um tema fortemente atravessado por questões econômicas e escolhas políticas, estudos sobre a contaminação por agrotóxicos são de vital importância para que a tomada de decisões, na justiça e fora dela, seja consciente e fundamentada.
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A discussão sobre o uso de agrotóxicos no Brasil vem ganhando destaque desde que o país foi apontado como o maior consumidor desses produtos do mundo, em 2008, e segue com uma política de incentivo à essa forma de produção agrícola, o que gera muito debate no meio acadêmico, sociedade civil e esfera pública. Os riscos sobre o uso intensivo dessas substâncias para o meio ambiente e saúde humana são discutidos desde 1962, todavia há grande dificuldade de identificar o liame de causalidade entre evento e dano, ou seja, comprovar que determinado produto, durante determinada ocasião, ocasionou o dano em comento. Por isso, foi despertado o interesse de apurar como esse tema é tratado no judiciário brasileiro. O presente trabalho tem como objetivo analisar a dificuldade de comprovação desse nexo de causalidade nas ações de responsabilização por contaminação de agrotóxicos. Para tanto, foi feita pesquisa em duas frentes: a primeira, através de uma pesquisa jurisprudencial nos estados de Mato Grosso, São Paulo, Pernambuco e Paraná, e a segunda, por meio de entrevistas com peritos judiciais e outros atores que trabalham diretamente na investigação. Na jurisprudência, percebe-se que o judiciário é acionado principalmente por danos à saúde humana e às lavouras, são poucas ações sobre contaminação do meio ambiente como bem coletivo e, em aproximadamente metade das decisões não foi configurado o nexo causal, sendo os principais entraves a rejeição da relação dos agrotóxicos com doenças e o evento da deriva do produto para outros locais que não o de aplicação. Na seara trabalhista, nota-se a pouca utilização de Equipamentos de Proteção Individual (EPI), e concentra os casos de óbito. Durante as entrevistas, relatam a complexidade desses produtos, que são identificados apenas em condições temporais, espaciais e de quantidade bastante específicas. A combinação dessas análises permite que seja traçado um panorama sobre a questão no país e que sejam apontadas possíveis soluções para que o Direito brasileiro consiga ser mais efetivo na sua atuação. Por ser um tema fortemente atravessado por questões econômicas e escolhas políticas, estudos sobre a contaminação por agrotóxicos são de vital importância para que a tomada de decisões, na justiça e fora dela, seja consciente e fundamentada.
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PAULO SÉRGIO DE CAMARGO TELES MIRANDA
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Efeitos da sedimentação, enriquecimento de nitrato e redução da vazão na deriva e emersão de insetos aquáticos
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Orientador : RICARDO HIDEO TANIWAKI
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Data: 06/06/2024
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Riachos tropicais têm sofrido com as mudanças ecológicas, decorrentes do aquecimento global, além da pressão cada vez maior pela expansão da agricultura. O presente estudo visou estudar os impactos exercidos sobre a comunidade aquática de riachos tropicais por estressores múltiplos, sobretudo como tais estressores e impactos afetam a emersão e deriva dos macroinvertebrados, processos essenciais para o funcionamento do ecossistema. Para isso foi executado o projeto ExStream pela primeira vez no Brasil, onde foram construídos 80 riachos artificiais por meio do sistema de mesocosmos e manipuladas combinações de três estressores: vazão, sedimento e nutrientes. Foram realizadas duas coletas de macroinvertebrados levados pela deriva e de insetos adultos que emergiram, uma no primeiro dia da manipulação dos estressores e outras ao final após 21 dias de manipulação. Usando a emersão e deriva de macroinvertebrados como indicadores, buscou-se verificar quais estressores e combinações são mais prejudiciais à biodiversidade aquática. Os resultados apontam para efeitos negativos, ainda mais acentuados nos tratamentos com vazão reduzida e acréscimo de 90% de nitrato ou com outros estressores sem adição alguma de nutrientes.
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Riachos tropicais têm sofrido com as mudanças ecológicas, decorrentes do aquecimento global, além da pressão cada vez maior pela expansão da agricultura. O presente estudo visou estudar os impactos exercidos sobre a comunidade aquática de riachos tropicais por estressores múltiplos, sobretudo como tais estressores e impactos afetam a emersão e deriva dos macroinvertebrados, processos essenciais para o funcionamento do ecossistema. Para isso foi executado o projeto ExStream pela primeira vez no Brasil, onde foram construídos 80 riachos artificiais por meio do sistema de mesocosmos e manipuladas combinações de três estressores: vazão, sedimento e nutrientes. Foram realizadas duas coletas de macroinvertebrados levados pela deriva e de insetos adultos que emergiram, uma no primeiro dia da manipulação dos estressores e outras ao final após 21 dias de manipulação. Usando a emersão e deriva de macroinvertebrados como indicadores, buscou-se verificar quais estressores e combinações são mais prejudiciais à biodiversidade aquática. Os resultados apontam para efeitos negativos, ainda mais acentuados nos tratamentos com vazão reduzida e acréscimo de 90% de nitrato ou com outros estressores sem adição alguma de nutrientes.
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CLAUDIO ROBERTO CALDEREIRO
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Impacto das Nanopartículas de Dióxido de Titânio na Nucleação e Crescimento de Cristais de Estruvita para a Recuperação de Fósforo de Esgoto Sanitário
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Orientador : RODRIGO DE FREITAS BUENO
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Data: 19/06/2024
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Nas últimas décadas, os processos biológicos de tratamento de esgoto sanitário foram significativamente aperfeiçoados, especialmente na remoção de fósforo, visando reduzir o desequilíbrio nutricional dos ecossistemas aquáticos que recebem os efluentes tratados. Globalmente, diversas estações de tratamento conseguem remover biologicamente o fósforo em quantidades superiores às necessidades metabólicas dos microrganismos de depuração. No Brasil, essa tecnologia ainda não é amplamente utilizada, e estudos continuam a ser realizados para adaptar e otimizar o processo às condições locais. O lodo excedente, geralmente enviado a aterros sanitários após tratamento adequado, contém fósforo removido do esgoto, resultando na perda de um nutriente valioso.
Recentemente, algumas estações de tratamento implementaram processos de recuperação de fósforo em escala real, precipitando-o na forma de estruvita (MgNH4PO4.6H2O). Após a digestão anaeróbia do lodo, o fósforo liberado na fase líquida é desidratado, e o líquido resultante é tratado em um reator para precipitação de estruvita. O presente estudo teve como objetivo avaliar, com sucesso, em escala laboratorial, as condições necessárias para a recuperação de fósforo do esgoto sanitário pelo processo de precipitação de estruvita. A pesquisa inovou ao utilizar nanopartículas metálicas para acelerar a nucleação dos cristais de estruvita, avaliando a eficácia dessa abordagem em diferentes condições.
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Nas últimas décadas, os processos biológicos de tratamento de esgoto sanitário foram significativamente aperfeiçoados, especialmente na remoção de fósforo, visando reduzir o desequilíbrio nutricional dos ecossistemas aquáticos que recebem os efluentes tratados. Globalmente, diversas estações de tratamento conseguem remover biologicamente o fósforo em quantidades superiores às necessidades metabólicas dos microrganismos de depuração. No Brasil, essa tecnologia ainda não é amplamente utilizada, e estudos continuam a ser realizados para adaptar e otimizar o processo às condições locais. O lodo excedente, geralmente enviado a aterros sanitários após tratamento adequado, contém fósforo removido do esgoto, resultando na perda de um nutriente valioso.
Recentemente, algumas estações de tratamento implementaram processos de recuperação de fósforo em escala real, precipitando-o na forma de estruvita (MgNH4PO4.6H2O). Após a digestão anaeróbia do lodo, o fósforo liberado na fase líquida é desidratado, e o líquido resultante é tratado em um reator para precipitação de estruvita. O presente estudo teve como objetivo avaliar, com sucesso, em escala laboratorial, as condições necessárias para a recuperação de fósforo do esgoto sanitário pelo processo de precipitação de estruvita. A pesquisa inovou ao utilizar nanopartículas metálicas para acelerar a nucleação dos cristais de estruvita, avaliando a eficácia dessa abordagem em diferentes condições.
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GABRIELLE GOMES CALADO
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AVALIAÇÃO DE CENÁRIOS FUTUROS DE DISPONIBILIDADE HÍDRICA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO SISTEMA PRODUTOR SÃO LOURENÇO NO ESTADO DE SÃO PAULO – BRASIL
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Orientador : MARIA CLEOFE VALVERDE BRAMBILA
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Data: 20/06/2024
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As mudanças climáticas globais e a ocorrência de eventos climáticos extremos impactam diretamente o ciclo hidrológico, tornando importante o estudo de condições climáticas como subsídio ao gerenciamento de recursos hídricos em bacias hidrográficas. Este estudo visa apresentar um diagnóstico do comportamento histórico e cenários futuros das condições de disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica do Alto Juquiá/São Lourenço, na qual está localizado o Sistema Produtor São Lourenço (SPSL), um dos sistemas produtores de água utilizados para o abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Para caracterização hidroclimática da área de estudo foi realizada a coleta de dados observados mensais de precipitação (1970-2019), temperatura (1961-2019), evapotranspiração potencial (ETP) (1961-2019) e vazão (2000-2022), sendo verificadas tendências de aumento com significância estatística da temperatura, ETP e vazão. O modelo hidrológico SMAP na versão mensal utilizado neste estudo apresentou bom desempenho para estimar as vazões na área de estudo. Para avaliação dos cenários futuros de disponibilidade hídrica, em termos de vazão natural afluente, foram usados os modelos climáticos globais (GCMs) da sexta fase do Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6), nos cenários de emissões SSP2-4.5 e SSP5-8.5. Nos cenários futuros de temperatura e ETP foram verificadas tendências bem definidas de aumento de temperatura a curto, médio e longo prazos para ambos os cenários de emissões considerados. Nos cenários futuros de disponibilidade hídrica foram identificadas tendências com significância estatística de redução da vazão natural entre 2015 e 2100, de até 2 m³/s no cenário SSP2-4.5 e até 5 m³/s no cenário SSP5-8.5. Além disso, destacam-se os resultados das anomalias mensais de vazão que sugerem que, a longo prazo, o período seco na área de estudo possa ser prolongado, começando em meados de março/abril até julho/agosto. A diminuição da disponibilidade hídrica pode significar um risco para a preservação da bacia hidrográfica e para a segurança hídrica da população atendida na RMSP e os resultados deste estudo são relevantes como subsídio para a discussão e desenvolvimento de políticas públicas acerca da gestão do abastecimento de água na RMSP integrada à utilização de informações de projeções climáticas.
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As mudanças climáticas globais e a ocorrência de eventos climáticos extremos impactam diretamente o ciclo hidrológico, tornando importante o estudo de condições climáticas como subsídio ao gerenciamento de recursos hídricos em bacias hidrográficas. Este estudo visa apresentar um diagnóstico do comportamento histórico e cenários futuros das condições de disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica do Alto Juquiá/São Lourenço, na qual está localizado o Sistema Produtor São Lourenço (SPSL), um dos sistemas produtores de água utilizados para o abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Para caracterização hidroclimática da área de estudo foi realizada a coleta de dados observados mensais de precipitação (1970-2019), temperatura (1961-2019), evapotranspiração potencial (ETP) (1961-2019) e vazão (2000-2022), sendo verificadas tendências de aumento com significância estatística da temperatura, ETP e vazão. O modelo hidrológico SMAP na versão mensal utilizado neste estudo apresentou bom desempenho para estimar as vazões na área de estudo. Para avaliação dos cenários futuros de disponibilidade hídrica, em termos de vazão natural afluente, foram usados os modelos climáticos globais (GCMs) da sexta fase do Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6), nos cenários de emissões SSP2-4.5 e SSP5-8.5. Nos cenários futuros de temperatura e ETP foram verificadas tendências bem definidas de aumento de temperatura a curto, médio e longo prazos para ambos os cenários de emissões considerados. Nos cenários futuros de disponibilidade hídrica foram identificadas tendências com significância estatística de redução da vazão natural entre 2015 e 2100, de até 2 m³/s no cenário SSP2-4.5 e até 5 m³/s no cenário SSP5-8.5. Além disso, destacam-se os resultados das anomalias mensais de vazão que sugerem que, a longo prazo, o período seco na área de estudo possa ser prolongado, começando em meados de março/abril até julho/agosto. A diminuição da disponibilidade hídrica pode significar um risco para a preservação da bacia hidrográfica e para a segurança hídrica da população atendida na RMSP e os resultados deste estudo são relevantes como subsídio para a discussão e desenvolvimento de políticas públicas acerca da gestão do abastecimento de água na RMSP integrada à utilização de informações de projeções climáticas.
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GUILHERME SANTOS SOUSA
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INOVAÇÃO NA REMOÇÃO BIOLÓGICA APRIMORADA DE FÓSFORO: Implementação de Reatores de Fluxo Lateral com Nitrificação e Desnitrificação Simultâneas em Escala Real
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Orientador : RODRIGO DE FREITAS BUENO
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Data: 21/06/2024
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Esta pesquisa teve como objetivo produzir elementos para a avaliação da viabilidade de agregar novas tecnologias a uma estação de tratamento de esgoto sanitário pelo processo de lodo ativado. O estudo foi desenvolvido em escala real na ETE Itatinga, localizada no Município de São Sebastião, no Estado de São Paulo. A pesquisa foi dividida em duas etapas.
A primeira etapa abordou a remoção biológica de nitrogênio via nitrificação/desnitrificação simultânea, controlando-se a idade do lodo e o sistema de fornecimento de ar por meio de sensores de concentração de oxigênio dissolvido instalados nos tanques de aeração. No controle do processo, foram incluídas determinações de DQO rapidamente biodegradável, nitrogênio total Kjeldahl, amoniacal, nitrito e nitrato no esgoto e SSV, taxa cinética de desnitrificação, entre outras variáveis. Este estudo contribuiu para o desenvolvimento de uma forma diferenciada de controle operacional, levando à economia de energia para a aeração e resultando no importante benefício da remoção de nitrogênio do esgoto.
A segunda etapa da pesquisa consistiu na remoção biológica de fósforo com fluxo lateral, integrada à nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDSRP). Nesta etapa, foram avaliadas as condições de alternância necessárias para a remoção de nitrogênio e fósforo, bem como as principais condições operacionais que possibilitam a nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo simultâneas em um único sistema biológico. Esta alternativa mostrou-se promissora, conforme demonstrado em estudos na Europa, para enfrentar os desafios usuais dos processos convencionais de remoção de fósforo.
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Esta pesquisa teve como objetivo produzir elementos para a avaliação da viabilidade de agregar novas tecnologias a uma estação de tratamento de esgoto sanitário pelo processo de lodo ativado. O estudo foi desenvolvido em escala real na ETE Itatinga, localizada no Município de São Sebastião, no Estado de São Paulo. A pesquisa foi dividida em duas etapas.
A primeira etapa abordou a remoção biológica de nitrogênio via nitrificação/desnitrificação simultânea, controlando-se a idade do lodo e o sistema de fornecimento de ar por meio de sensores de concentração de oxigênio dissolvido instalados nos tanques de aeração. No controle do processo, foram incluídas determinações de DQO rapidamente biodegradável, nitrogênio total Kjeldahl, amoniacal, nitrito e nitrato no esgoto e SSV, taxa cinética de desnitrificação, entre outras variáveis. Este estudo contribuiu para o desenvolvimento de uma forma diferenciada de controle operacional, levando à economia de energia para a aeração e resultando no importante benefício da remoção de nitrogênio do esgoto.
A segunda etapa da pesquisa consistiu na remoção biológica de fósforo com fluxo lateral, integrada à nitrificação e desnitrificação simultâneas (NDSRP). Nesta etapa, foram avaliadas as condições de alternância necessárias para a remoção de nitrogênio e fósforo, bem como as principais condições operacionais que possibilitam a nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo simultâneas em um único sistema biológico. Esta alternativa mostrou-se promissora, conforme demonstrado em estudos na Europa, para enfrentar os desafios usuais dos processos convencionais de remoção de fósforo.
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RODRIGO NEHARA MOREIRA
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Análise global dos atributos ambientais dos ecossistemas.
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Orientador : ANGELA TERUMI FUSHITA
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Data: 24/06/2024
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Esta dissertação de mestrado teve como objetivo investigar a influência dos atributos ambientais climáticos e edáficos na formação dos tipos de vegetação nativa e seus respectivos ecossistemas. Utilizando bases de dados geográficas globais, foram realizadas análises estatísticas para avaliar como esses atributos contribuem para a ocorrência de tipos de vegetação. Com base nessas relações, foi mapeada a distribuição potencial dos tipos de vegetação nativa sob a hipótese de não interferência antrópica. Os resultados contribuem para a compreensão das relações fundamentais entre os fatores bióticos e abióticos componentes dos ecossistemas com o apoio dos mais recentes avanços tecnológicos de dados espaciais e computação. O fornecimento de energia solar, juntamente com os padrões de disponibilidade de água, foram os atributos abióticos mais influentes para explicar as diferenças na distribuição espacial dos tipos de vegetação, enquanto os atributos do solo tiveram menor influência.
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Esta dissertação de mestrado teve como objetivo investigar a influência dos atributos ambientais climáticos e edáficos na formação dos tipos de vegetação nativa e seus respectivos ecossistemas. Utilizando bases de dados geográficas globais, foram realizadas análises estatísticas para avaliar como esses atributos contribuem para a ocorrência de tipos de vegetação. Com base nessas relações, foi mapeada a distribuição potencial dos tipos de vegetação nativa sob a hipótese de não interferência antrópica. Os resultados contribuem para a compreensão das relações fundamentais entre os fatores bióticos e abióticos componentes dos ecossistemas com o apoio dos mais recentes avanços tecnológicos de dados espaciais e computação. O fornecimento de energia solar, juntamente com os padrões de disponibilidade de água, foram os atributos abióticos mais influentes para explicar as diferenças na distribuição espacial dos tipos de vegetação, enquanto os atributos do solo tiveram menor influência.
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TATIANA PEIXOTO GONÇALVES
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Uma perspectiva socioambiental e de saúde da população exposta a inundações: estudo de caso da UBS Parque São Bernardo, São Bernardo do Campo - SP
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Orientador : LUCIA HELENA GOMES COELHO
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Data: 19/07/2024
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As inundações estão se tornando cada vez mais frequentes e severas, especialmente em áreas vulneráveis, impactando significativamente a saúde pública. Este estudo focou nos efeitos desses eventos extremos no Parque São Bernardo, em São Bernardo do Campo - SP, uma região propensa a inundações e enxurradas. Pesquisas de campo e entrevistas revelaram disparidades no acesso ao saneamento, especialmente nas áreas íngremes, e o aumento de casos de diarreia após dias quentes seguidos de períodos chuvosos. Além disso, muitos profissionais não estavam plenamente conscientes dos riscos ambientais presentes na área de abrangência da unidade de saúde. Esses resultados destacam a necessidade de estratégias locais para mitigar e prevenir os impactos das inundações na saúde pública, com foco em melhorias no saneamento e na preparação das equipes para enfrentar desastres climáticos. Ações como planejamento urbano sustentável e conscientização são essenciais para proteger as comunidades vulneráveis dos efeitos adversos dos eventos climáticos extremos.
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As inundações estão se tornando cada vez mais frequentes e severas, especialmente em áreas vulneráveis, impactando significativamente a saúde pública. Este estudo focou nos efeitos desses eventos extremos no Parque São Bernardo, em São Bernardo do Campo - SP, uma região propensa a inundações e enxurradas. Pesquisas de campo e entrevistas revelaram disparidades no acesso ao saneamento, especialmente nas áreas íngremes, e o aumento de casos de diarreia após dias quentes seguidos de períodos chuvosos. Além disso, muitos profissionais não estavam plenamente conscientes dos riscos ambientais presentes na área de abrangência da unidade de saúde. Esses resultados destacam a necessidade de estratégias locais para mitigar e prevenir os impactos das inundações na saúde pública, com foco em melhorias no saneamento e na preparação das equipes para enfrentar desastres climáticos. Ações como planejamento urbano sustentável e conscientização são essenciais para proteger as comunidades vulneráveis dos efeitos adversos dos eventos climáticos extremos.
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VIVIANE BEZERRA DA SILVA
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SÍNTESE E AVALIAÇÃO DE MEMBRANAS DE ULTRAFILTRAÇÃO (UF) DE MATRIZ MISTA DE POLIETERSULFONA E NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE ZINCO (ZnO) PARA TRATAMENTO DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO
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Orientador : EDUARDO LUCAS SUBTIL
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Data: 01/10/2024
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No contexto mundial atual, um dos grandes desafios do rápido desenvolvimento econômico e social é a exploração consciente e responsável dos recursos naturais. Nesse cenário, a gestão eficiente da água é essencial, desta forma, as tecnologias de membranas surgem como uma solução promissora, permitindo a otimização do tratamento de água e atendendo às crescentes exigências ambientais e de qualidade. No entanto, problemas resultantes do acúmulo de solutos na superfície ou na estrutura interna da membrana conhecidos como depósito (fouling) persistem, impulsionando pesquisas para melhorias dos processos. A presente pesquisa possuiu o objetivo de sintetizar e caracterizar membranas nanocompósitas de polietersulfona (PES), com diferentes proporções de ZnO (óxido de zinco) para tratar águas de mananciais superficiais para abastecimento público. As membranas foram sintetizadas pelo método da separação de fases induzida por não-solvente (NIPS) e foram avaliadas quanto a morfologia, porosidade, hidrofilicidade e permeabilidade, além de serem testadas quanto à capacidade de mitigação de depósito em célula de filtração tangencial com amostra real de água de manancial superficial, proveniente do reservatório Guarapiranga da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Foi observada uma tendência de aumento da permeabilidade com a adição de até 0,75% de ZnO em massa. Nesta proporção, a permeabilidade foi de 158,6 ± 29,9 para 518,3 ± 79,2 LMH/bar, um acréscimo de cerca de 227% em relação à membrana não modificada. Por outro lado, a membrana com 1,00% de ZnO em massa apresentou valores de permeabilidade próximos aos da membrana controle, o que indica que a adição de concentrações maiores que 0,75% de ZnO, não demonstra significativo ganho de fluxo. A adição de ZnO altera a porosidade aparente da membrana de forma variável, desta forma, não foram observadas tendências, conforme a proporção de nanopartículas. Com a adição de 1,00% de ZnO o raio médio dos poros (rm) foi reduzido para abaixo do tamanho da membrana controle de PES. As análises de potencial zeta indicaram que as membranas com ZnO adquiriram uma carga superficial mais negativa, contribuindo para uma maior repulsão de partículas negativamente carregadas e diminuição na formação de depósitos. As membranas com 0,25% e 0,50% de ZnO mostraram taxas de recuperação de fluxo superiores em comparação com a membrana de PES pura, indicando uma menor formação de depósito. Houve uma expressiva redução da resistência irreversível (Rirr) com apenas 0,25% de ZnO, onde foi reduzida de 70% para 17%, em comparação a membrana de PES pura. A membrana de 0,25% de ZnO apresentou uma alta retenção de proteínas e substâncias húmicas apesar de ter um raio de poros apenas sutilmente maior que o da membrana de PES puro. As membranas modificadas apresentaram melhorias na qualidade do permeado, como maior redução de turbidez e todas as membranas apresentaram uma alta redução da cor real. No entanto, a remoção de carbono orgânico total (COT) e proteínas varia dependendo da concentração de ZnO e das características físicas das membranas. Esses resultados sugerem que as membranas modificadas com ZnO podem oferecer benefícios para o tratamento de água, com melhores características de fluxo e resistência a depósitos, embora a escolha da concentração ideal de ZnO deva equilibrar a eficiência de remoção de diferentes contaminantes e a manutenção de um fluxo de permeado adequado.
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No contexto mundial atual, um dos grandes desafios do rápido desenvolvimento econômico e social é a exploração consciente e responsável dos recursos naturais. Nesse cenário, a gestão eficiente da água é essencial, desta forma, as tecnologias de membranas surgem como uma solução promissora, permitindo a otimização do tratamento de água e atendendo às crescentes exigências ambientais e de qualidade. No entanto, problemas resultantes do acúmulo de solutos na superfície ou na estrutura interna da membrana conhecidos como depósito (fouling) persistem, impulsionando pesquisas para melhorias dos processos. A presente pesquisa possuiu o objetivo de sintetizar e caracterizar membranas nanocompósitas de polietersulfona (PES), com diferentes proporções de ZnO (óxido de zinco) para tratar águas de mananciais superficiais para abastecimento público. As membranas foram sintetizadas pelo método da separação de fases induzida por não-solvente (NIPS) e foram avaliadas quanto a morfologia, porosidade, hidrofilicidade e permeabilidade, além de serem testadas quanto à capacidade de mitigação de depósito em célula de filtração tangencial com amostra real de água de manancial superficial, proveniente do reservatório Guarapiranga da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Foi observada uma tendência de aumento da permeabilidade com a adição de até 0,75% de ZnO em massa. Nesta proporção, a permeabilidade foi de 158,6 ± 29,9 para 518,3 ± 79,2 LMH/bar, um acréscimo de cerca de 227% em relação à membrana não modificada. Por outro lado, a membrana com 1,00% de ZnO em massa apresentou valores de permeabilidade próximos aos da membrana controle, o que indica que a adição de concentrações maiores que 0,75% de ZnO, não demonstra significativo ganho de fluxo. A adição de ZnO altera a porosidade aparente da membrana de forma variável, desta forma, não foram observadas tendências, conforme a proporção de nanopartículas. Com a adição de 1,00% de ZnO o raio médio dos poros (rm) foi reduzido para abaixo do tamanho da membrana controle de PES. As análises de potencial zeta indicaram que as membranas com ZnO adquiriram uma carga superficial mais negativa, contribuindo para uma maior repulsão de partículas negativamente carregadas e diminuição na formação de depósitos. As membranas com 0,25% e 0,50% de ZnO mostraram taxas de recuperação de fluxo superiores em comparação com a membrana de PES pura, indicando uma menor formação de depósito. Houve uma expressiva redução da resistência irreversível (Rirr) com apenas 0,25% de ZnO, onde foi reduzida de 70% para 17%, em comparação a membrana de PES pura. A membrana de 0,25% de ZnO apresentou uma alta retenção de proteínas e substâncias húmicas apesar de ter um raio de poros apenas sutilmente maior que o da membrana de PES puro. As membranas modificadas apresentaram melhorias na qualidade do permeado, como maior redução de turbidez e todas as membranas apresentaram uma alta redução da cor real. No entanto, a remoção de carbono orgânico total (COT) e proteínas varia dependendo da concentração de ZnO e das características físicas das membranas. Esses resultados sugerem que as membranas modificadas com ZnO podem oferecer benefícios para o tratamento de água, com melhores características de fluxo e resistência a depósitos, embora a escolha da concentração ideal de ZnO deva equilibrar a eficiência de remoção de diferentes contaminantes e a manutenção de um fluxo de permeado adequado.
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FABRICIO ROCHA DE MOURA
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AVALIAÇÃO DA DINÂMICA AMBIENTAL DE FLUOROQUINOLONAS EM MICROCOSMOS ÁGUA- SEDIMENTO E O EFEITO NO DESENVOLVIMENTO DE COLIFORMES TOTAIS
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Orientador : LUCIA HELENA GOMES COELHO
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Data: 17/10/2024
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A contaminação dos recursos hídricos através do lançamento de efluentes domésticos e industriais e das atividades agrícolas, alteram a qualidade da água ao introduzir contaminantes de interesse emergente no meio ambiente. A presença residual de antibióticos em ambientes aquáticos ainda apresenta desconhecimento quanto ao seu destino e transformação e indica relação no surgimento de bactérias resistentes que são consideradas assim, quando, em contato com estes compostos, resistem e se tornam tolerantes aos seus efeitos desencadeando infecções complexas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica ambiental de um antibiótico da classe fluoroquinolonas em microcosmos de interface sedimento-água e o efeito no desenvolvimento de coliformes totais e Escherichia coli. Os microcosmos de interface sedimento-água foram compostos com água e sedimento coletados de estação amostral preservada do Braço do Rio Grande no Reservatório Billings (SP), dopados com diferentes concentrações analíticas (10, 100 e 1000 µg L -1 ) de ciprofloxacina (CIPRO) e mantidos sob condições controladas de temperatura (23 ºC) e iluminação para subsidiar a compreensão dos processos de atenuação do poluente em ecossistemas aquáticos pelo balanço de massas entre as fases líquida e sólida. As coletas dos sistemas ocorreram em dias selecionados por 90 dias e a CIPRO foi determinada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC-MS-MS). Na avaliação de coliformes totais e E. coli, as amostras foram incubadas em kits bacteriológicos qualitativos e quantitativos. Os resultados indicaram que nos sistemas sem iluminação, obteve-se um t 1/2 = 34,7 enquanto nos microcosmos com iluminação t 1/2 = 22,9, sem diferença estatística (ANOVA, p < 0,05), mas demonstrando a fotodegradação como fundamental na transformação do composto. A fluoroquinolona foi gradualmente adsorvida ao sedimento até o equilíbrio com Kd = 2,00 e 1,40 L Kg -1 , nos microcosmos sem e com iluminação, respectivamente. Na análise multivariada, a CIPRO demonstrou correlação positiva com pH, DQO e TOC na água e correlação negativa com TC no sedimento. Não foi observada resistências de E. coli frente ao antibiótico, porém coliformes totais apresentou decréscimo gradual em NMP até a quase não detecção nos dias 10 e 15, seguindo para níveis menores no final do experimento. Considerando a estrutura da CIPRO, ao longo da transformação, a norfloxacina foi observada e o anel parental central das quinolonas foi mantido e o grupo ciclopropil quebrado ao final, formações estas, relacionadas à alta atividade antibacteriana. Tanto nos sistemas escuros, quanto nos iluminados, a CIPRO não foi completamente degradada, inferindo persistência no ambiente.
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A contaminação dos recursos hídricos através do lançamento de efluentes domésticos e industriais e das atividades agrícolas, alteram a qualidade da água ao introduzir contaminantes de interesse emergente no meio ambiente. A presença residual de antibióticos em ambientes aquáticos ainda apresenta desconhecimento quanto ao seu destino e transformação e indica relação no surgimento de bactérias resistentes que são consideradas assim, quando, em contato com estes compostos, resistem e se tornam tolerantes aos seus efeitos desencadeando infecções complexas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica ambiental de um antibiótico da classe fluoroquinolonas em microcosmos de interface sedimento-água e o efeito no desenvolvimento de coliformes totais e Escherichia coli. Os microcosmos de interface sedimento-água foram compostos com água e sedimento coletados de estação amostral preservada do Braço do Rio Grande no Reservatório Billings (SP), dopados com diferentes concentrações analíticas (10, 100 e 1000 µg L -1 ) de ciprofloxacina (CIPRO) e mantidos sob condições controladas de temperatura (23 ºC) e iluminação para subsidiar a compreensão dos processos de atenuação do poluente em ecossistemas aquáticos pelo balanço de massas entre as fases líquida e sólida. As coletas dos sistemas ocorreram em dias selecionados por 90 dias e a CIPRO foi determinada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC-MS-MS). Na avaliação de coliformes totais e E. coli, as amostras foram incubadas em kits bacteriológicos qualitativos e quantitativos. Os resultados indicaram que nos sistemas sem iluminação, obteve-se um t 1/2 = 34,7 enquanto nos microcosmos com iluminação t 1/2 = 22,9, sem diferença estatística (ANOVA, p < 0,05), mas demonstrando a fotodegradação como fundamental na transformação do composto. A fluoroquinolona foi gradualmente adsorvida ao sedimento até o equilíbrio com Kd = 2,00 e 1,40 L Kg -1 , nos microcosmos sem e com iluminação, respectivamente. Na análise multivariada, a CIPRO demonstrou correlação positiva com pH, DQO e TOC na água e correlação negativa com TC no sedimento. Não foi observada resistências de E. coli frente ao antibiótico, porém coliformes totais apresentou decréscimo gradual em NMP até a quase não detecção nos dias 10 e 15, seguindo para níveis menores no final do experimento. Considerando a estrutura da CIPRO, ao longo da transformação, a norfloxacina foi observada e o anel parental central das quinolonas foi mantido e o grupo ciclopropil quebrado ao final, formações estas, relacionadas à alta atividade antibacteriana. Tanto nos sistemas escuros, quanto nos iluminados, a CIPRO não foi completamente degradada, inferindo persistência no ambiente.
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VINÍCIUS FORNAGIERO PEREIRA
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Efeitos da adição de troncos nas respostas bióticas e abióticas em riachos subtropicais
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Orientador : RICARDO HIDEO TANIWAKI
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Data: 21/11/2024
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A conservação de ambientes lóticos é fundamental tanto para a biodiversidade quanto para o bem-estar humano, porém esses ecossistemas enfrentam ameaças constantes. Riachos, por exemplo, dependem da vegetação ripária para manterem-se saudáveis, com florestas maduras fornecendo troncos que beneficiam o ambiente, aumentando a heterogeneidade e criando mais nichos ecológicos. Contudo, a restauração de florestas ripárias pode demorar décadas para oferecer esses serviços. Assim, a adição de troncos aos riachos surge como uma alternativa para suprir essa necessidade de forma mais imediata. Este estudo avaliou se a adição de troncos de eucalipto em dois riachos de Itatinga-SP, um em área florestada e outro em área agrícola, resultaria em melhora nas condições ambientais do canal. Comparando os trechos com adição de troncos aos que ficam mediatamente ao seu montante e jusante, com coletas nas estações seca e chuvosa. Observamos mudanças no canal na forma de aumento na profundidade no trecho experimentado e redução da condutividade elétrica no trecho jusante após a instalação dos troncos, porém sem nenhum efeito significativo sobre métricas bióticas e outras abióticas que indiquem melhora ambiental. Também observamos maiores valores de condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, carbono orgânico dissolvido e pH mais neutro na estação chuvosa, indicando melhor qualidade d’água devido à diluição. Por último, o riacho florestado apresentou maiores valores de riqueza de espécies, densidade de indivíduos e proporção de taxa mais sensível, indicando melhores condições ambientais em comparação ao riacho agrícola.
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A conservação de ambientes lóticos é fundamental tanto para a biodiversidade quanto para o bem-estar humano, porém esses ecossistemas enfrentam ameaças constantes. Riachos, por exemplo, dependem da vegetação ripária para manterem-se saudáveis, com florestas maduras fornecendo troncos que beneficiam o ambiente, aumentando a heterogeneidade e criando mais nichos ecológicos. Contudo, a restauração de florestas ripárias pode demorar décadas para oferecer esses serviços. Assim, a adição de troncos aos riachos surge como uma alternativa para suprir essa necessidade de forma mais imediata. Este estudo avaliou se a adição de troncos de eucalipto em dois riachos de Itatinga-SP, um em área florestada e outro em área agrícola, resultaria em melhora nas condições ambientais do canal. Comparando os trechos com adição de troncos aos que ficam mediatamente ao seu montante e jusante, com coletas nas estações seca e chuvosa. Observamos mudanças no canal na forma de aumento na profundidade no trecho experimentado e redução da condutividade elétrica no trecho jusante após a instalação dos troncos, porém sem nenhum efeito significativo sobre métricas bióticas e outras abióticas que indiquem melhora ambiental. Também observamos maiores valores de condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, carbono orgânico dissolvido e pH mais neutro na estação chuvosa, indicando melhor qualidade d’água devido à diluição. Por último, o riacho florestado apresentou maiores valores de riqueza de espécies, densidade de indivíduos e proporção de taxa mais sensível, indicando melhores condições ambientais em comparação ao riacho agrícola.
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MILENA MONTIER
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Avaliação das comunidades microbianas em diferentes configurações de lodos ativados para Remoção de Nitrogênio e Fósforo de Esgoto Sanitário
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Orientador : RODRIGO DE FREITAS BUENO
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Data: 13/12/2024
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Nos últimos anos, a busca por soluções sustentáveis em estações de tratamento de esgoto (ETE) tem se intensificado, com o objetivo de promover a recuperação de recursos e melhorar a eficiência dos processos de remoção de nutrientes. Este estudo avaliou a diversidade microbiana em um sistema de lodo ativado com fluxo lateral, operando em escala real na ETE Itatinga, em São Sebastião, SP. O sistema foi modificado para realizar nitrificação, desnitrificação simultânea (SND) e remoção biológica de fósforo (EBPR), visando à remoção eficiente de nitrogênio e fósforo de esgoto sanitário. A análise da comunidade microbiana, realizada por meio de sequenciamento genético, revelou uma composição diversificada e funcionalmente adaptada aos processos de tratamento. No tanque de aeração, observou-se uma predominância do filo Proteobacteria, que representou cerca de 60% da comunidade microbiana total, com destaque para as classes Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria, responsáveis pela oxidação de amônia e pela desnitrificação. Os gêneros Nitrosomonas e Nitrospira, fundamentais para os processos de nitrificação, compuseram uma proporção significativa, garantindo a conversão eficiente de amônia a nitrato. O gênero Candidatus Accumulibacter phosphatis, conhecido pela remoção de fósforo, constituiu aproximadamente 25% da comunidade, evidenciando a eficácia do processo de EBPR. No digestor de lodo, a comunidade microbiana foi dominada por organismos fermentativos, como Clostridium, que representaram mais de 30% da população, e arqueas metanogênicas, como Methanosaeta e Methanosarcina, que juntas somaram cerca de 25% da comunidade. Esses microrganismos desempenharam papel crucial na produção de ácidos graxos voláteis (AGVs) e na conversão de acetato em metano, contribuindo para a estabilização do lodo e fornecendo uma fonte de carbono para os organismos acumuladores de fósforo no tanque de aeração. O sistema apresentou remoções médias de 90% de nitrogênio e 85% de fósforo, confirmando a eficiência do processo de lodo ativado com fluxo lateral em escala real. A combinação de microrganismos nitrificantes, desnitrificantes e acumuladores de fósforo, juntamente com a produção de AGVs e metano no digestor, comprovou que a configuração proposta suportava a remoção eficaz de nutrientes e a estabilização do lodo. A estrutura microbiana identificada estava alinhada com as funções esperadas e com estudos internacionais de referência, validando o potencial do uso dessa tecnologia em climas tropicais. Esses achados contribuem significativamente para o entendimento das interações microbianas em sistemas de tratamento de esgoto e para a otimização de processos de remoção simultânea de nutrientes, alinhando-se às diretrizes internacionais de sustentabilidade e recuperação de recursos. Esse avanço está em consonância com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especialmente o ODS 6, que busca garantir a disponibilidade e a gestão sustentável da água e saneamento para todos. Implementar e aprimorar tecnologias de tratamento de esgoto não só melhora a eficiência do processo, mas também promove a reutilização de recursos e a proteção dos ecossistemas aquáticos, contribuindo para um futuro mais sustentável.
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Nos últimos anos, a busca por soluções sustentáveis em estações de tratamento de esgoto (ETE) tem se intensificado, com o objetivo de promover a recuperação de recursos e melhorar a eficiência dos processos de remoção de nutrientes. Este estudo avaliou a diversidade microbiana em um sistema de lodo ativado com fluxo lateral, operando em escala real na ETE Itatinga, em São Sebastião, SP. O sistema foi modificado para realizar nitrificação, desnitrificação simultânea (SND) e remoção biológica de fósforo (EBPR), visando à remoção eficiente de nitrogênio e fósforo de esgoto sanitário. A análise da comunidade microbiana, realizada por meio de sequenciamento genético, revelou uma composição diversificada e funcionalmente adaptada aos processos de tratamento. No tanque de aeração, observou-se uma predominância do filo Proteobacteria, que representou cerca de 60% da comunidade microbiana total, com destaque para as classes Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria, responsáveis pela oxidação de amônia e pela desnitrificação. Os gêneros Nitrosomonas e Nitrospira, fundamentais para os processos de nitrificação, compuseram uma proporção significativa, garantindo a conversão eficiente de amônia a nitrato. O gênero Candidatus Accumulibacter phosphatis, conhecido pela remoção de fósforo, constituiu aproximadamente 25% da comunidade, evidenciando a eficácia do processo de EBPR. No digestor de lodo, a comunidade microbiana foi dominada por organismos fermentativos, como Clostridium, que representaram mais de 30% da população, e arqueas metanogênicas, como Methanosaeta e Methanosarcina, que juntas somaram cerca de 25% da comunidade. Esses microrganismos desempenharam papel crucial na produção de ácidos graxos voláteis (AGVs) e na conversão de acetato em metano, contribuindo para a estabilização do lodo e fornecendo uma fonte de carbono para os organismos acumuladores de fósforo no tanque de aeração. O sistema apresentou remoções médias de 90% de nitrogênio e 85% de fósforo, confirmando a eficiência do processo de lodo ativado com fluxo lateral em escala real. A combinação de microrganismos nitrificantes, desnitrificantes e acumuladores de fósforo, juntamente com a produção de AGVs e metano no digestor, comprovou que a configuração proposta suportava a remoção eficaz de nutrientes e a estabilização do lodo. A estrutura microbiana identificada estava alinhada com as funções esperadas e com estudos internacionais de referência, validando o potencial do uso dessa tecnologia em climas tropicais. Esses achados contribuem significativamente para o entendimento das interações microbianas em sistemas de tratamento de esgoto e para a otimização de processos de remoção simultânea de nutrientes, alinhando-se às diretrizes internacionais de sustentabilidade e recuperação de recursos. Esse avanço está em consonância com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especialmente o ODS 6, que busca garantir a disponibilidade e a gestão sustentável da água e saneamento para todos. Implementar e aprimorar tecnologias de tratamento de esgoto não só melhora a eficiência do processo, mas também promove a reutilização de recursos e a proteção dos ecossistemas aquáticos, contribuindo para um futuro mais sustentável.
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CLÉLIO RODRIGO PAIVA RAFAEL
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DESEMPENHO E COEFICIENTES DE CONFIABILIDADE DE ZONAS ÚMIDAS CONSTRUÍDAS NO TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS
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Orientador : EDUARDO LUCAS SUBTIL
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Data: 18/12/2024
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Esforços para proteger os cursos de água, especialmente as fontes de água potável, estão sendo realizados em todo o mundo. As zonas úmidas construídas (CWs) têm despertado grande interesse nas últimas décadas devido à sua eficiência, baixos custos de investimento e operação, além de impacto ambiental positivo, sendo consideradas uma solução baseada na natureza (SbN). Por essa razão, essas instalações começaram a ser utilizadas como um método sustentável de tratamento de águas residuais em diversos países, especialmente em contextos descentralizados voltados para pequenos grupos populacionais rurais e suburbanos. Embora já sejam uma tecnologia consolidada no cenário internacional, os wetlands ainda têm uma aplicação limitada no Brasil, sendo predominantemente restrita a pesquisas acadêmicas, concentradas em poucos grupos de estudo, e a poucos projetos de pequena escala. A implementação em larga escala dessa tecnologia poderia contribuir significativamente para a universalização do saneamento e para a melhoria da qualidade ambiental, considerando que 48% dos efluentes do país não são coletados ou tratados, o extenso território brasileiro e as condições climáticas favoráveis aos processos biológicos que ocorrem nos wetlands. A limitação na aplicação dos wetlands no Brasil pode ser decorrente de diversos fatores que geram incertezas sobre a tecnologia, como a ausência de normas específicas para regulamentação de aspectos técnicos — como projeto, execução, operação e uso de CWs —, a falta de incentivos governamentais e o desconhecimento técnico sobre o funcionamento e a eficácia dos wetlands. Além disso, casos de insucesso da tecnologia quando aplicados de forma empírica reforçam a percepção de que não é uma solução eficiente ou confiável. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi analisar o desempenho e a confiabilidade de três configurações de wetlands construídos para tratamento de efluentes domésticos, identificando sua adequação aos padrões de qualidade estabelecidos por legislações nacionais e estaduais brasileiras, bem como a padrões de desempenho esperado para sistemas wetlands em operação no país. O estudo foi realizado a partir de uma revisão bibliográfica, utilizando a base de dados Scopus. Os artigos selecionados foram analisados quanto à eficiência de remoção de DBO5?, DQO, SST, Nitrogênio Total (NT) e Fósforo Total (PT) e quanto aos mecanismos utilizados pelos sistemas para potencializar a remoção desses poluentes. A confiabilidade dos sistemas foi avaliada com base no coeficiente de confiabilidade (CDC) de Niku et al. (1979), identificando a confiabilidade dos wetlands em cumprir as legislações brasileiras de 95% do tempo, e como o CDC pode ser utilizado para auxiliar o desenvolvimento de sistemas mais confiáveis. Os resultados mostraram que os sistemas de fluxo vertical apresentaram, em média, eficiência de 86% para DBO5 e DQO, e 83% para SST. A remoção de NT e PT foi de 64% e 78%, respectivamente. Já os sistemas de fluxo horizontal alcançaram 81% para DBO, 75% para DQO e 71% para SST, com 60% para NT e 68% para PT. Os sistemas híbridos demonstraram melhor desempenho global, com 95% de remoção para DBO, 86% para DQO, e 87% para SST. Em relação ao NT e PT, a eficiência média foi de 64% e 76%. A análise de confiabilidade indicou que os sistemas verticais apresentaram uma média de CDC ligeiramente superior para DQO, SST e NT, com valores de 0,66, 0,62 e 0,72, respectivamente. Já os sistemas horizontais se destacaram em DBO e PT, com médias de CDC de 0,69 e 0,65, respectivamente. Os sistemas híbridos apresentaram menores valores médios, porém menores amplitudes dos dados. Para todos os parâmetros e sistemas, todos os valores médios de CDC ficaram abaixo de 0,75, sugerindo que, na maioria dos casos, essas tecnologias enfrentariam dificuldades em atingir consistentemente os padrões restritivos de efluente exigidos no nível de confiabilidade de 95%. Apesar dos baixos valores de CDC encontrados, os sistemas de wetlands construídos mostraram elevada confiabilidade na remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, atendendo satisfatoriamente aos padrões mais restritivos com um nível de confiança de 95%. No entanto, para a remoção de NT e PT, a maioria dos sistemas apresentou razões (x̄/mₓ) superiores a 1 quando submetidos a padrões restritivos, indicando que o nível de confiança de 95% pode ser excessivamente rigoroso para esses parâmetros nesses sistemas. A dispersão dos resultados sugere que, embora o CDC seja uma ferramenta útil para avaliar a confiabilidade de sistemas de tratamento de esgoto, ele deve ser ajustado para cada sistema específico devido à variabilidade nas condições operacionais e características dos efluentes. Esses resultados mostram que os sistemas de wetlands construídos são eficientes e confiáveis na remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, atendendo aos padrões restritivos de qualidade estabelecidos no Brasil. Apesar das dificuldades em cumprir consistentemente os padrões para NT e PT, esses sistemas representam uma estratégia viável para a melhoria do tratamento de efluentes no país. O uso do CDC se mostrou uma boa alternativa para orientar o projeto e a operação dos wetlands, aumentando a segurança e previsibilidade dos sistemas. Assim, os wetlands podem ser uma solução sustentável para a contribuir com a universalização do saneamento no Brasil.
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Esforços para proteger os cursos de água, especialmente as fontes de água potável, estão sendo realizados em todo o mundo. As zonas úmidas construídas (CWs) têm despertado grande interesse nas últimas décadas devido à sua eficiência, baixos custos de investimento e operação, além de impacto ambiental positivo, sendo consideradas uma solução baseada na natureza (SbN). Por essa razão, essas instalações começaram a ser utilizadas como um método sustentável de tratamento de águas residuais em diversos países, especialmente em contextos descentralizados voltados para pequenos grupos populacionais rurais e suburbanos. Embora já sejam uma tecnologia consolidada no cenário internacional, os wetlands ainda têm uma aplicação limitada no Brasil, sendo predominantemente restrita a pesquisas acadêmicas, concentradas em poucos grupos de estudo, e a poucos projetos de pequena escala. A implementação em larga escala dessa tecnologia poderia contribuir significativamente para a universalização do saneamento e para a melhoria da qualidade ambiental, considerando que 48% dos efluentes do país não são coletados ou tratados, o extenso território brasileiro e as condições climáticas favoráveis aos processos biológicos que ocorrem nos wetlands. A limitação na aplicação dos wetlands no Brasil pode ser decorrente de diversos fatores que geram incertezas sobre a tecnologia, como a ausência de normas específicas para regulamentação de aspectos técnicos — como projeto, execução, operação e uso de CWs —, a falta de incentivos governamentais e o desconhecimento técnico sobre o funcionamento e a eficácia dos wetlands. Além disso, casos de insucesso da tecnologia quando aplicados de forma empírica reforçam a percepção de que não é uma solução eficiente ou confiável. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi analisar o desempenho e a confiabilidade de três configurações de wetlands construídos para tratamento de efluentes domésticos, identificando sua adequação aos padrões de qualidade estabelecidos por legislações nacionais e estaduais brasileiras, bem como a padrões de desempenho esperado para sistemas wetlands em operação no país. O estudo foi realizado a partir de uma revisão bibliográfica, utilizando a base de dados Scopus. Os artigos selecionados foram analisados quanto à eficiência de remoção de DBO5?, DQO, SST, Nitrogênio Total (NT) e Fósforo Total (PT) e quanto aos mecanismos utilizados pelos sistemas para potencializar a remoção desses poluentes. A confiabilidade dos sistemas foi avaliada com base no coeficiente de confiabilidade (CDC) de Niku et al. (1979), identificando a confiabilidade dos wetlands em cumprir as legislações brasileiras de 95% do tempo, e como o CDC pode ser utilizado para auxiliar o desenvolvimento de sistemas mais confiáveis. Os resultados mostraram que os sistemas de fluxo vertical apresentaram, em média, eficiência de 86% para DBO5 e DQO, e 83% para SST. A remoção de NT e PT foi de 64% e 78%, respectivamente. Já os sistemas de fluxo horizontal alcançaram 81% para DBO, 75% para DQO e 71% para SST, com 60% para NT e 68% para PT. Os sistemas híbridos demonstraram melhor desempenho global, com 95% de remoção para DBO, 86% para DQO, e 87% para SST. Em relação ao NT e PT, a eficiência média foi de 64% e 76%. A análise de confiabilidade indicou que os sistemas verticais apresentaram uma média de CDC ligeiramente superior para DQO, SST e NT, com valores de 0,66, 0,62 e 0,72, respectivamente. Já os sistemas horizontais se destacaram em DBO e PT, com médias de CDC de 0,69 e 0,65, respectivamente. Os sistemas híbridos apresentaram menores valores médios, porém menores amplitudes dos dados. Para todos os parâmetros e sistemas, todos os valores médios de CDC ficaram abaixo de 0,75, sugerindo que, na maioria dos casos, essas tecnologias enfrentariam dificuldades em atingir consistentemente os padrões restritivos de efluente exigidos no nível de confiabilidade de 95%. Apesar dos baixos valores de CDC encontrados, os sistemas de wetlands construídos mostraram elevada confiabilidade na remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, atendendo satisfatoriamente aos padrões mais restritivos com um nível de confiança de 95%. No entanto, para a remoção de NT e PT, a maioria dos sistemas apresentou razões (x̄/mₓ) superiores a 1 quando submetidos a padrões restritivos, indicando que o nível de confiança de 95% pode ser excessivamente rigoroso para esses parâmetros nesses sistemas. A dispersão dos resultados sugere que, embora o CDC seja uma ferramenta útil para avaliar a confiabilidade de sistemas de tratamento de esgoto, ele deve ser ajustado para cada sistema específico devido à variabilidade nas condições operacionais e características dos efluentes. Esses resultados mostram que os sistemas de wetlands construídos são eficientes e confiáveis na remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, atendendo aos padrões restritivos de qualidade estabelecidos no Brasil. Apesar das dificuldades em cumprir consistentemente os padrões para NT e PT, esses sistemas representam uma estratégia viável para a melhoria do tratamento de efluentes no país. O uso do CDC se mostrou uma boa alternativa para orientar o projeto e a operação dos wetlands, aumentando a segurança e previsibilidade dos sistemas. Assim, os wetlands podem ser uma solução sustentável para a contribuir com a universalização do saneamento no Brasil.
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