Recebido em 26/10/12; aceito em 24/3/13; publicado na web em 14/5/13 NITROUS OXIDE EMISSIONS FROM THE AERATION TANK OF A WASTEWATER TREATMENT PLANT WITH CONVENTIONAL ACTIVATED SLUDGE PROCESS. Nitrous oxide (N 2 O) emissions were measured monthly from January to June 2010 in the aeration tank of a wastewater treatment plant (WWTP) in Southeast Brazil. Emissions were lower in summer than winter and were positively related with influent ammonium (NH 4 + ) concentration. The average N 2 O emission was 1.11 kg N day -1 corresponding to 0.02% of the influent total nitrogen load. The average emission factor calculated for the population served was 2.5 lower than that proposed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) for inventories of N 2 O emissions from WWTPs with controlled nitrification and denitrification processes.Keywords: nitrous oxide; wastewater treatment plant; activated sludge. INTRODUÇÃOO óxido nitroso (N 2 O) possui grande importância ambiental em função do papel que desempenha na química e física da atmosfera. Na troposfera, é um dos principais gases do efeito estufa e possui potencial de aquecimento 300 e 15 vezes superior ao do dióxido de carbono (CO 2 ) e metano (CH 4 ), respectivamente. 1 O principal sumidouro do N 2 O é na estratosfera, onde uma parcela equivalente a 5% dele é convertida a óxido nítrico (NO) através das reações com átomos de oxigênio excitado. 2 O NO é um dos principais gases responsáveis pelo consumo do ozônio (O 3 ) estratosférico, 3 e o N 2 O se tornará a principal substância emitida por atividades humanas que mais danos causará a camada de O 3 ao longo do século XXI. 4 Nos últimos 30 anos, as concentrações de N 2 O na atmosfera superficial vêm crescendo linearmente na ordem de 0,25% ao ano. 5 Em 2006, cerca de 45% do total global de N 2 O emitido para a atmosfera foi originado de fontes antrópicas, sendo a agricultura responsável por aproximadamente 2/3 do total dessas emissões. 6 Atualmente sua concentração atmosférica é aproximadamente 325 ppb, 7 o que representa um aumento de 20% se comparado ao período pré-industrial. 5,8 Outra fonte antrópica deste gás são os processos de tratamento de esgotos, cuja contribuição é quantitativamente considerada de menor relevância. 9,10 Entretanto, pouco se sabe sobre a real contribuição dessas emissões em virtude da grande variabilidade observada nos fatores de emissão, balizados na carga de nitrogênio total (NT) afluente, disponíveis na literatura oriundos de estudos realizados tanto em escala real (0-25%) 11,12 quanto laboratorial (0-95%). 12 Para 10 Basicamente, a produção de N 2 O em sistemas de tratamento de esgotos está associada aos processos microbiológicos de nitrificação e desnitrificação que ocorrem em ambientes naturais. 11,14 No entanto, os mecanismos que conduzem à formação do N 2 O são ainda amplamente discutidos na literatura e oriundos de estudos realizados em sua maioria em escala laboratorial. 12,[15][16][17] No caso de ETEs com sistemas de lodos ativados, apesar de, em escala real, ainda não haver um comp...
Nos municípios restantes o esgoto é descartado in natura principalmente nos rios, o que tem provocado, além de outros impactos negativos, aumento na abundância das formas reativas de nitrogênio (N). Tal fato, somado à contribuição de outras atividades humanas potenciais (por exemplo, agricultura e pecuária), pode resultar em alterações substanciais no ciclo biogeoquímico desse elemento, na distribuição das suas diversas formas nos sistemas aquáticos (fluviais, estuarinos e costeiros) e na geração de gases de N considerados importantes reguladores de processos químicos e físicos na atmosfera (GALLOWAY et al., 2008).
Nitrous oxide emissions were determined in three campaigns in the aeration tank of a full scale conventional activated sludge wastewater treatment plant. During these experiments, the carbonaceous organic matter (BOD and COD) removal was high and rather constant (
ResumoUma área de 180 ha na cabeceira da bacia hidrográfica do Paquequer, sistema de drenagem situado no município de Teresó-polis, foi selecionada para avaliação do intemperismo químico a partir de amostras de água fluvial coletadas em fevereiro e agosto de 2013 em substrato granito-gnaissico e local livre de influência antrópica direta, por estar inserido no Parque Nacional da Serra dos Órgãos. A área estudada possui cobertura de mata nativa, altitude variando de 1100 a 1900 m e precipitação média anual de 2800 mm. Os elementos dissolvidos (Na, Mg, Ca, K, Al, Si) foram determinados por espectrometrias atômicas com plasma indutivamente acoplado e os ânions Cl -e SO 4 2-, por cromatografia iônica. Esses resultados, assim como os dados de concentração de compostos nitrogenados e fosfatados (Alvim, 2016), de deposição atmosférica local (Rodrigues, 2006) e de composição litogeoquímica (Zorita, 1979;Tupinambá, 1999;Tupinambá et al., 2012) foram usados para gerar o modelo de dissolução de minerais, empregando o software PHREEQC. O balanço de massa apontou o Na como principal espécie química produto de intemperismo. Os dados mineralógicos mostram plagioclásio, quartzo, k-feldspato e biotita como mais abundantes no substrato, dentre os quais, unicamente o plagioclá-sio possui sódio em sua composição. De acordo com a série de Goldich (estabilidade mineral ao intemperismo), o plagioclásio foi identificado como principal mineral intemperizado desta assembleia, sendo consumido em uma taxa de 649 mol ha -1 ano -1 formando os minerais caulinita e gibbsita, e contribuindo com a liberação de no mínimo 818 mol ha -1 ano -1 e no máximo 1490 mol ha -1 ano -1 de sílica dissolvida (valor medido). Considerando o plagioclásio como o principal mineral responsável pelo fluxo de Na, a partir de cálculos estequiométricos associados à proporção de Si, estimou-se que a partir do intemperismo apenas do mineral plagioclásio, o solo deveria ser composto por 14% de caulinita e 86% de gibbsita em percentual molar relativo às duas fases minerais, o que está de acordo com os valores determinados no solo por difração de raio X (7% caulinita e 93% gibbsita). Palavras-chave: Hidrogeoquímica fluvial; Intemperismo químico; Caulinita; Gibbsita; Solos tropicais Abstract A 180 ha area in the headwater of Paquequer watershed, a drainage system located at the Teresópolis municipality, was selected for the evaluation of chemical weathering from collected river water samples in February and August 2013 in a granitic-gnaissic substrate free of direct anthropogenic influence for being located in a conservation unit (Serra dos Órgãos National Park). The study area has a native forest cover, an altitude range of 1100-1900 m and an average annual rainfall of 2800 mm. The dissolved elements (Na, Mg, Ca, K, Si, Al) were analyzed by inductively coupled plasma spectrometries and the anions Cl -and SO 4 2-, by ion chromatography. These results, combined with the concentration data of nitrogen and phosphorus compounds (Alvim, 2016), the atmospheric deposition (Rodrigue...
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