The present study evaluated the impact of hydrological variability on the hydrodynamics of an urban lake in Brazil, considering water quality dynamics and its effects on evaporation. The Storm Water Management Model (SWMM) was applied to the lake basin, and the two-dimensional model CE-QUAL-W2 was used to simulate the hydrodynamics and lake evaporation. The two models were coupled to carry out the integrated basin-lake modeling. Then, two water quality models were applied: a transient complete mixing model and an empirical model based on wind speed. Time series of total phosphorus (TP) were generated, and empirical correlations between TP and hydrological variables were proposed. Modeled TP and measured biochemical oxygen demand (BOD) were correlated with monthly Class A pan coefficients (K) adjusted for the lake. The K-values were negatively correlated with TP modeled by the complete mixing model (R² = 0.76) and the empirical model (R² = 0.52), as well as by BOD measurements (R² = 0.85). This indicates that water pollution attenuates evaporation rates. Scenarios of lake pollution and level reduction due to evaporation were also analyzed. The results from this study are important to improve the management of lakes and reservoirs by including the impact of pollution on the water balance.

Este trabalho objetivou analisar a relação entre os nutrientes fósforo total (P) enitrogênio total (N) e a clorofila a (Cla) em um pequeno açude urbano e em açudesrurais. Realizou-se a análise dos parâmetros de qualidade da água em um açudelocalizado em Fortaleza (CE), por meio de estudo de campo, além do levantamentodo histórico de monitoramento dos mesmos parâmetros em 35 açudes rurais,no semiárido do Nordeste brasileiro, no estado do Ceará. Geraram-se correlaçõesempíricas entre os nutrientes e o fitoplâncton. Posteriormente, analisaram-secenários de redução das cargas de nutrientes com a aplicação de um modelode qualidade da água de mistura completa, cujo coeficiente de decaimento doP é para regiões semiáridas, e das equações empíricas obtidas. Verificou-se queP melhor descreveu a concentração de Cla em todos os açudes, com o ajustede equações do tipo potência. As concentrações de P no açude urbano foramsuperiores às dos demais açudes, com uma média de 1,76 mg/L e a relação N:Pem torno de 1; nos açudes rurais, as concentrações médias variaram entre 0,04e 0,59 mg/L e a relação N:P variou entre 5 e 50. A análise dos cenários mostrouque diferentes níveis de redução da carga de P poderiam ser adotados em funçãode distintas metas de redução das concentrações de P e Cla. Concluiu-se que osmodelos propostos são aplicáveis e constituem ferramentas úteis de auxílio àtomada de decisão na gestão dos recursos hídricos.

Discharge of wastewater contained high amount of nitrogen would cause eutrophication to water bodies. Simultaneous nitrification and denitrification (SND) has been confirmed as an effective process, the isolation of SND bacteria is crucial for its successful operation. In this study, an SND strain was isolated and identified as Pseudomona aeruginosa LS82, which exhibited a rapid growth rate (0.385 h⁻¹) and good nitrogen removal performance (4.96 mg N·L⁻¹·h⁻¹). Response surface methodology was applied to optimize the TN removal conditions, at which nearly complete nitrogen (99.8 ± 0.9%) removal were obtained within 18 h at the condition: pH 8.47, 100 rpm and the C/N ratio of 19.7. The saddle-shaped contours confirmed that the interaction of pH and inoculum size would influence the removal of total nitrogen significantly. Kinetic analyses indicated that the reduction of nitrite was the rate-limiting step in the SND process. Our research suggested strain LS82 can serve as a promising candidate for the treatment of ammonium rich wastewater, and expended our understanding the nitrogen removal mechanism in the SND process.

RESUMO Os sistemas de drenagem urbana podem representar fontes de aporte de poluentes aos corpos receptores aos quais se destinam. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo propor uma ferramenta para modelagem do sistema de drenagem urbana da bacia da Vertente Marítima de Fortaleza, Ceará, visando à avaliação das cargas bacteriológicas. Para esse fim, foi selecionado o stormwater management model (SWMM) para as simulações hidrológicas e hidráulicas; propôs-se uma metodologia para o cálculo das cargas bacteriológicas por meio da estimativa da carga difusa [CD] (NMP. dia-1.ha-1) e para a correlação desta com uma série de variáveis hidroambientais; e analisaram-se cenários para diferentes condições de precipitação pluviométrica, coleta de esgoto e resíduos sólidos dispostos inadequadamente (RSDI). Os resultados mostraram que o SWMM oferece respostas representativas e que o período chuvoso é responsável pelo maior aporte da carga bacteriológica à orla. Em relação ao modelo preditivo, foi ajustada uma função de potência de segunda ordem correlacionando CD com a precipitação média mensal (mm.dia-1) para as três sub-bacias analisadas. Posteriormente, os coeficientes das equações encontradas foram correlacionados ao indicador RSDI (kg.dia-1), obtendo-se um ajuste logarítmico (R2 = 0,99), com o qual é possível gerar uma equação de estimativa de CD para qualquer sub-bacia da Vertente Marítima. A análise dos cenários mostrou haver aumento significativo da carga em precipitações extremas (2 vezes) e diminuição considerável com a elevação da fração da população interligada à rede de esgoto, bem como diminuição da produção de RSDI (0,28 e 0,38 vezes do valor inicial nos Riachos Jacarecanga e Maceió, respectivamente).

O presente estudo teve como objetivo analisar a hidrodinâmica de um lago urbano hipereutrófico localizado em Fortaleza-CE, Brasil, utilizando o software de modelagem 2D CE-QUAL-W2; tendo em vista a carência dessas análises para o nordeste brasileiro. Foram utilizados dados obtidos em campo e disponíveis na literatura para inserir as informações referentes ao lago estudado, e então simulados os cenários de alta e baixa vazão para os parâmetros velocidade, temperatura e tempo de residência (TR) do reservatório. Com isso, modelaram-se as séries temporais relativas ao TR e calcularam-se os seus respectivos coeficientes de decaimento do fósforo (K), comparando os resultados aos encontrados utilizando a hipótese de mistura completa. O modelo mostrou valores de TR variando entre 8 e 80 dias, com maiores valores no período seco, conforme esperado. Também foi observada uma leve estratificação térmica no período mais seco, a qual se atenua para a temporada de chuvas, situação corroborada pelos resultados relativos ao TR. Finalmente, quando comparados os valores de TR e K simulados com o modelo 2D aos obtidos com o modelo de mistura completa, concluiu-se que este é uma boa aproximação para o lago em questão.