Segurança hídrica e alimentar : uso da serragem na adsorção de fósforo de corpos aquáticos eutrofizados e seu posterior uso como fertilizante

A eutrofização é um grave problema ambiental presente em corpos aquáticos do mundo inteiro, causado principalmente pelo excesso de fósforo. Entre as principais consequências estão o comprometimento da qualidade da água e mortandade de peixes. Em contraste, ocorre a depleção das jazidas de rochas fosfáticas (recurso não renovável) que são fontes de fósforo para fabricação de fertilizantes, onde o uso destes é indispensável para manter a produção agrícola. Assim, visando garantir segurança hídrica e alimentar é importante desenvolver tecnologias que removam o fósforo presente em ambientes aquáticos eutrofizados e possibilitem seu posterior uso na fertilização de solos. Utilizando a serragem como biossorvente, material de fácil acesso e baixo custo, foi avaliada a adsorção de fósforo em corpos aquáticos eutrofizados e o seu posterior uso como fertilizante. Para tanto, um microcosmo de 1000 L foi montado com amostras de água e sedimento do reservatório eutrofizado de Barra Bonita/SP e sacos de tecido contendo serragem foram alocados na coluna de água. Durante o tempo de incubação, parâmetros físico-químicos foram monitorados, e o fósforo foi determinado na água de coluna e no biossorvente. Para avaliar a aplicação da serragem como fertilizante, um teste de toxicidade foi realizado com sementes de alface a fim de determinar o índice de germinação bem como o tamanho do hipocótilo e da radícula. Um total de 33,5 µg P g-1 foi determinado na serragem. Não houve inibição na germinação (92%), mas houve uma inibição no crescimento da radícula (33%) e hipocótilo (6%). Logo, a serragem é um potencial biossorvente para fósforo e testes mais específicos estão sendo realizados para verificar a influência da serragem no desenvolvimento das sementes de alfaceFil: Rocha, Thais H. dos S.. Universidade Federal de Sao Carlos (Brasil)Fil: Pantano, Glaucia. Universidade Federal de Sao Carlos (Brasil)Fil: Fadini, Pedro S.. Universidade Federal de Sao Carlos (Brasil

Materiais lúdico-educativos sobre as Mulheres Cientistas do Coronavírus e o alcance da Divulgação Científica

Neste artigo relatamos a experiência do Projeto de Extensão Meninas e Mulheres nas Ciências (MMC) da Universidade Federal do Paraná em divulgar informações técnico-científicas por meio de materiais lúdico-educativos sobre a Covid-19, na perspectiva da Divulgação Científica, para o grande público. Dentre as ações educativas do projeto, foi produzido um livro de passatempos em formato eletrônico contendo caça-palavras, palavras-cruzadas e desenhos para colorir que abordavam o trabalho das cientistas sobre o coronavírus e outros assuntos correlatos. Por meio de uma pesquisa social documental foram levantados dados sobre o alcance das atividades do Projeto, revelando o expressivo alcance do livro. Páginas de internet, sites e portais institucionais de sociedades científicas, museus de ciências e projetos temáticos compartilharam notícias sobre o lançamento do material; as professoras da equipe participaram (remotamente) de dezenas de eventos; diversos portais de notícias e entretenimento avultaram a publicação do livro e produziram matérias especiais sobre o trabalho do MMC em relação ao coronavírus. A Educação para o Desenvolvimento Sustentável, da Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas, foi promovida por meio dos Objetivos de Aprendizagem para os ODS 3, 4, 5, 10 e 16. Os resultados obtidos destacam as potencialidades e o compromisso do projeto com a disseminação de informações científicas acessíveis sobre a Covid-19 e com a superação das desigualdades de gênero na Ciência

Interação entre as substâncias húmicas de sedimentos e metais potencialmente tóxicos: um estudo na Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande

Este trabalho teve como objetivo estudar a interações das Substâncias Húmicas (SH) com os metais cobre(II), cromo(III) e cromo(VI) por meio de dois métodos, o da supressão da fluorescência molecular e o sistema de ultrafiltração com fluxo tangencial (SUFT). As SH foram caracterizadas por técnicas espectroscópicas na região do infravermelho e do ultravioleta-visível e por fluorescência molecular. Foram realizadas duas coletas de sedimentos, uma no período de chuva e outra no de seca, sendo coletados em três rios da Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande, Rio Preto, Rio Turvo e Rio Grande. O sedimento foi coletado com o auxilio de uma draga manual do tipo Van Veen. As SH foram extraídas de acordo com metodologia oficial sugerida pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (SISH). A constante de estabilidade condicional (Kc) foi determinada por meio da supressão da fluorescência e variou de 5,6x10-3 – 1,23 em período chuvoso para o íons cobre, e de 5,5x10-3 – 8,7x10-2 para o período de seca. Quando a Kc foi determinada para o complexo SH-Cr(III) valores de 1,9x10-1-5,2x10-1 e 2,1x10-1-3,5x10-1, foram determinados para o período de chuva e de seca, respectivamente. Por fim a Kc foi determinada para a interação das SH com Cr(VI), de forma geral os valores de Kc foram maiores para o período de chuva. A capacidade complexante (CC) determinada por meio do SUFT para a interação das SH com cobre(II) teve valores que variaram de 4,0x10-1 – 6,3x10-1 mmol Cu g-1 SH e de 1,4x10-1 – 5,3x10-1 mmol Cu g-1 SH para período de chuva e seca, respectivamente. Para o Cr(III) a CC variou de 2,1x10-1 – 9,7x10-1 e de 2,6x10-1 – 8,4x10-1 mmol Cr g-1 SH para o período de chuva e seca, respectivamente. Quando a interação das SH com o Cr(VI) foi estudada por meio do SUFT só foi possível calcular a CC para os pontos...This work aimed to study the interactions of humic substances (HS) with copper(II), chromium(III) and chromium(VI), using by two methods, the suppression of the molecular fluorescence and tangential flow ultrafiltration sytem (TFUS). The HS were characterized by spectroscopic thecniques in the infrared and ultraviolet/visible region and molecular fluorescence. There were two sediment samples, one during the wet season and another the dry, being these sediments collected from the three Rivers of the Turvo/Grande drainage basin, Preto river, Turvo river and Grande river. The collection of sediment was carried out with the aid of a manual Van Veen type dredge. The HS were extracted according to the official methodology suggested by the International Humic Substances Society (IHSS). The conditional stability constant (Kc) was determined by suppressing fluorescence and ranged from 5,6x10-3 – 1,23 in the wet season for the copper ions, and of the 5,5x10-3 – 8,7x10-2 to the dry season. When Kc was determined for the complex HS-Cr(III) values of 1,9x10-1-5,2x10-1 e 2,1x10-1-3,5x10-1, were determined for the wet and dry seasons, respectively. Finally, the Kc was determined for the interactions oh HS with the Cr(VI) in geral the Kc values were higher for the wet season. Complexant capacity (CC) was determined by means of TFUS for the interactions of the HS with Copper(II) the values ranged from 4,0x10-1 – 6,3x10-1 mmol Cu g-1 HS and of 1,4x10-1 – 5,3x10-1 mmol Cu g-1 HS for a wet and dry season, respectively. For the Cr(III) CC ranged from 2,1x10-1 – 9,7x10-1 and from 2,6x10-1 – 8,4x10-1 mmol Cr g-1 HS for the wet and dry period, respectively. When the interactions oh HS with Cr(VI) was studied by means of TFUS was only possible to calculate the CC for the points NRP and CAPRP, as for others... (Complete abstract click electronic access below)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Restoration of reservoirs impacted by anthropic activities : studies in microcosms

The economic development of a country depends on good quality of water available, so the conservation and restoration of water bodies are strategic conditions for this to happen. However, water resources have become scarce over the past decades, in quantitative and qualitative terms. A variety of human activities have caused serious problems to the aquatic environment, and eutrophication is one of the most responsible for the degradation of the quality of water bodies, mainly caused by the artificial enrichment of nutrients, especially phosphorus and nitrogen. There are currently two contrasting scenarios: the excessive presence of phosphorus in aquatic ecosystems and, the depletion of phosphate rock deposits, which endangers the water security and the global food security. In this context the development of technologies aimed at the recovery of the quality of aquatic ecosystems and phosphorus contained in these compartments is of fundamental importance, since the global stock of phosphate rocks is a finite resource and may be close to being exhausted. Various technologies for the remediation of eutrophic environments have been studied, however none of which aims to reuse of phosphorus in agriculture. Thus, the aim of this study was to evaluate the sawdust as biosorbent material to phosphorus aiming the recovery of the quality of water resources and its later use as fertilizer in agriculture. The experiments were conducted in two stages, first were assembled microcosm with water and sediment samples from eutrophic reservoir Ibirité/MG, the total incubation time was 159 days, in this time various parameters (physicochemical and chemical) were monitored in the water column, interstitial water and sediment. After the end of this first experiment arose any question about the phosphorus adsorption in sawdust, what motivated the development of a new experiment with samples of the Barra Bonita/SP. This experiment was performed with sterile and non-sterile samples as well as that had or not a previous addition of iron in the sawdust, the incubation time was 240 and 247 days, respectively for non-sterile and sterile experiment. The results of the first experiment (Ibirité) showed that there was a reduction of 90.5% of orthophosphate in the water column of the microcosms and sawdust adsorbed 16.2 μg g-1, this adsorption occurred mostly after 113 days of incubation. In the second experiment results showed that prior to addition of iron not conducive to increased adsorption in the non-sterile experiments, and the main adsorption mechanism may be not via the action of bacteria oxidizing Fe (II). The higher adsorption in the second experiment took place in sterile microcosm, where sawdust adsorbed 66.9 μg g-1 in the period of 247 days. Knowing that the success in the recovery of water bodies depends on the reduction of external phosphorus sources, the studied technology has a good potential application as a remediation technique and phosphorus reuse as fertilizer, mainly because it is an inexpensive technique and easy to use.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)O desenvolvimento econômico de um país depende de disponibilidade de água de boa qualidade, logo a conservação e recuperação dos corpos aquáticos são condições estratégicas para que isto ocorra. Entretanto, os recursos hídricos têm se tornado escassos no decorrer das últimas décadas, tanto em termos quantitativos quanto qualitativos. Uma diversidade de atividades antrópicas tem provocado graves problemas aos ambientes aquáticos, sendo que a eutrofização é um dos responsáveis pela degradação da qualidade dos corpos aquáticos causada majoritariamente pelo enriquecimento artificial de nutrientes, principalmente fósforo e nitrogênio. Existem atualmente dois cenários contrastantes: um de presença excessiva de fósforo em ecossistemas aquáticos e outro de depleção das jazidas de rocha fosfática, o que coloca em risco tanto a segurança hídrica quanto a segurança alimentar global. Neste contexto, o desenvolvimento de tecnologias que visam à recuperação da qualidade de ecossistemas aquáticos e do fósforo contido nestes compartimentos, é de fundamental importância, uma vez que o estoque global de rochas fosfáticas é um recurso finito e pode estar próximo de ser esgotado. Diversas tecnologias para a remediação de ambientes eutrofizados já foram estudadas, porém nenhuma delas visa o reaproveitamento do fósforo na agricultura. Desta forma, o objetivo principal deste estudo foi avaliar a serragem como material biossorvente para fósforo visando à recuperação da qualidade do recurso hídrico e o seu posterior uso como fertilizante na agricultura. Os experimentos foram realizados em duas etapas, na primeira foram montados microcosmos com amostras de água e sedimento do reservatório eutrofizado de Ibirité/MG, o período total de incubação foi de 159 dias, tempo durante o qual diversas variáveis (físico-químicos e químicas) foram monitoradas na coluna de água, água intersticial e sedimento. Após o término desse primeiro experimento surgiram alguns questionamentos a respeito da adsorção de fósforo na serragem, o que motivou a realização de um novo experimento, que foi conduzido com amostras coletadas no reservatório de Barra Bonita-SP. Este experimento foi realizado com amostras estéreis e não estéreis, que tivessem ou não adição prévia de ferro na serragem. O tempo de incubação foi de 240 e 247 dias, para experimento não estéril e estéril, respectivamente. Os resultados para o experimento do Ibirité-MG, mostraram que houve uma redução de 90,5% na concentração de ortofosfato na coluna de água dos microcosmos e a serragem adsorveu 16,2 μg P g-1, sendo que esta adsorção ocorreu majoritariamente após 113 dias de incubação. No segundo experimento os resultados mostraram que a adição prévia de ferro não favoreceu uma maior adsorção no experimento não estéril, bem como que o mecanismo principal de adsorção pode não ocorrer via ação das bactérias oxidantes de Fe(II). A maior adsorção neste segundo experimento ocorreu no microcosmo estéril, onde a taxa de adsorção na foi de 66,9 μg g-1 no período de 247 dias. Sabendo que o sucesso na recuperação dos corpos aquáticos depende da minimização ou eliminação de fontes externas de fósforo, a tecnologia estudada apresenta um bom potencial de aplicação como técnica de remediação bem como posterior reuso do fósforo como fertilizante, principalmente por ser uma técnica de baixo custo e fácil aplicação

SUSTENTABILIDADE NO USO DO FÓSFORO: UMA QUESTÃO DE SEGURANÇA HÍDRICA E ALIMENTAR

The phosphorus used as fertilizer in agriculture is extracted from phosphate rocks, which after extraction reacts with sulfuric acid, releasing phosphoric acid, a raw material for the fertilizer industry. Studies point to a possible depletion of world reserves of phosphate rock in the next 50-100 years. A phosphorus scarcity is closely linked to global food security, given the dependence of soil fertilization to maintaining agricultural productivity within the current patterns of agribusiness. The application of fertilizers in soil and the sanitary sewers have been historically responsible for the larger eutrophication of water environments. In recent years, phosphorus has been seen as a finite resource and extremely important for the maintenance of the agricultural productivity. Therewith it is necessary investments to improve of fertilizers practices soils, safe technologies of organic waste reuse such as animal waste and phosphorus recovery, both released into water resource. Taking into account the depletion scenario of phosphorus deposits and eutrophication of water bodies, the water and phosphorus scarcity are among the most urgent environmental issues of the XXI century. Economic development, protection of public health, and maintenance of aquatic life are dependent of water availability and quality

Off-line TMAH-GC/MS and NMR characterization of humic substances extracted from river sediments of northwestern São Paulo under different soil uses

Humic substances (HS) vary according to the physical and chemical factors present in the environment. Thus, the characterization of HS is very important because it improves the understanding of the groups that comprise the chemical structure. Sediment HSwere extracted fromfour locations representative of sugar cane cultivation, pasture, urban area and the impoundment of the Água Vermelha Hydroelectric Power Plant. Characterization using nuclear magnetic resonance (NMR) allowed us to infer that the HS froman area predominantly characterized by sugar cane cultivation (41.9%) and a typical rural area (35.0%) showed the highest aromaticity percentage. Using the off-line TMAH-thermochemolysis-GC-MS, we inferred that the HS of a typical rural area had a structure rich in plant waxes, plant biopolyester and a large amount of fatty acid methyl ester, which are related to the large amount of humic acid in the structure. The HS samples from the sugar cane cultivation area and the impoundment receiving all of the pollution load from the Turvo/Grande Hydrographic Basin (Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande—BHTG) contained contributions from compounds rich in lipids and fatty acid methyl esters, highlighting the presence of the breakdown of petroleum-derived hydrocarbons in the area receiving the entire pollution load. We conclude that the HS extracted from the sediments of the Preto, Turvo and Grande rivers showedwell-defined characteristics that varied depending on soil use and occupation, especially the HS extracted from sediments sampled in areas typically planted with sugar cane and rural areas, whose structures contained more aromatic groups