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An important tool in environmental management projects and studies due to the complexity of environmental systems, environmental modeling makes it possible to integrate many variables and processes, thereby providing a dynamic view of systems. In this study the bacteriological quality of the coastal waters of Fortaleza (a state capital in Northeastern Brazil) was modeled considering multiple contamination sources. Using the software SisBaHiA, the dispersion of thermotolerant coliforms and Escherichia coli from three sources of contamination (local rivers, storm drains and submarine outfall) was analyzed. The models took into account variations in bacterial decay due to solar radiation and other environmental factors. Fecal pollution discharged from rivers and storm drains is transported westward by coastal currents, contaminating strips of beach water to the left of each storm drain or river. Exception to this condition only occurs on beaches protected by the breakwater of the harbor, where counterclockwise vortexes reverse this behavior. The results of the models were consistent with field measurements taken during the dry and the rainy season. Our results show that the submarine outfall plume was over 2 km from the nearest beach. The storm drains and the Maceió stream are the main factors responsible for the poor water quality on the waterfront of Fortaleza. The depollution of these sources would generate considerable social, health and economic gains for the region.

Potential problems arising from the presence of cyanobacteria in water intended for human consumption have been reported by several researchers. Regarding water treatment plants, intact cells of cyanobacteria should be removed to avoid the release of cyanotoxins due to cell lysis. Water treatment techniques with different degrees of complexity can be employed but, whenever possible, the method of easiest installation, operation and maintenance should be selected, especially for non-industrialized countries and rural communities. In this context, research was carried out to evaluate the efficiency of slow sand filtration to treat water from Gavião reservoir in the city of Pacatuba, Ceara, Brazil, which has exhibited phytoplankton density of approximately 105 cells/mL with a prevalence of cyanobacteria representing over 90% of total cells. The results have demonstrated that slow sand filtration can be used to achieve water purification that meets federal standards. However, it was established that filtration through beds of gravel (prefilter) before the slow sand filtration is essential. The removal of phytoplankton reached values of approximately 97% and the filter run duration was more than 70 days. Furthermore, the slow sand filter was very efficient in removing total coliforms, with removal of up to 99.98%.

Marine outfalls contribute to the environmental protection of coastal zones. However, these structures may serve as vehicles for microbiological contamination. This study aimed to investigate the occurrence of antimicrobial-resistant bacteria in water samples collected from 67 stations located in nearby areas of the ocean outfall in Fortaleza, Brazil. 81 Enterococcus strains were isolated, identified and distributed in the following groups of species: Enterococcus faecalis (n = 37; 45.7%), Enterococcus faecium (n = 30; 37%), Enterococcus mundtii (n = 9; 11.1%), Enterococcus raffinosus (n = 2; 2.5%), Enterococcus dispar (n = 2; 2.5%) and Enterococcus durans (n = 1; 1.2%). Antimicrobial resistance was observed in 47 (58%) of the strains, and the most predominant profile was the concurrent resistance to ampicillin, clindamycin, penicillin and vancomycin. In 31 strains were detected phenotypically, plasmid resistance factors. The data reported in this study should serve as an alert to public health authorities, since they suggest that the area near the submarine outfall in Fortaleza may contribute to antimicrobialresistant enterococci spread.

Estudos de campo e simulações computacionais do sistema de macro coleta de esgoto de Fortaleza-CE, integrando-se o SWMM ao QGIS, foram realizados com o intuito de investigar o comportamento hidrológico-hidráulico do Interceptor Leste (IL), sob diversas condições de operação. Os resultados mostraram que somente em um cenário de funcionamento ideal, sem interferência de assoreamento nem infiltração de águas pluviais, o IL seria capaz de suportar as suas vazões de alimentação. Já em um cenário com presença de trechos assoreados, o IL passaria a trabalhar sob condição de conduto forçado na maior parte dos trechos, apresentando pontos críticos de extravasamento. A ocorrência de velocidades inferiores a 1,0 m/s foi apontada como uma possível causa para o assoreamento. No entanto, simulações indicaram que a retirada de barreiras de sedimento seria suficiente para eliminar os extravasamentos. Avaliando-se a interferência de infiltrações de águas pluviais no IL, observou-se que o mesmo teria capacidade para suportar intensidades de chuva inferiores a 10 mm/h, desde que não mais que 5% da área das sub-bacias contribuísse para o interceptor. Essas simulações resultaram em contribuições pluviais parasitárias de até 80 L/(s.km), sendo este valor substancialmente superior ao valor de 6 L/(s.km) recomendado pela ABNT. Investigou-se ainda o impacto combinado da deposição de sedimento com a infiltração de águas pluviais, resultando em um aumento nos extravasamentos em relação aos cenários anteriores. Finalmente, simulações considerando várias possibilidades de retirada de barreiras de sedimento mostraram que essa medida por si só não seria suficiente para eliminar os extravasamentos na região. Palavras-chave: Drenagem urbana. Esgotamento sanitário. Modelagem hidrológica-hidráulica. QGIS. SWMM.

RESUMO O presente trabalho aplicou o Storm Water Management Model (SWMM) para simular e avaliar a resposta hidrológica do sistema de macrodrenagem de um rio costeiro, cuja bacia situa-se em área de transição urbano-rural e apresenta influência marítima em seu exutório. Assim, como condição de contorno de jusante, reconstruiu-se a curva de maré existente no exutório da bacia por meio do método harmônico. Ademais, realizou-se a delimitação dos trechos de escoamento e a discretização das sub-bacias automaticamente e desenvolveu-se um mapa de uso e ocupação do solo para obtenção dos parâmetros físicos e espaciais dos elementos da drenagem, etapas estas auxiliadas por ferramentas de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Procedeu-se à simulação das vazões no sistema para o período de um mês sob condição de precipitação moderada. A validação do modelo resultou em um coeficiente de Nash-Sutcliffe de 0,57. Os resultados mostraram que o SWMM simulou as vazões nos trechos de drenagem das sub-bacias rurais com desvio médio de 8,6% das vazões medidas em campo. Para os trechos sob influência marinha, o SWMM conseguiu reproduzir o efeito da maré nos trechos, apresentando uma oscilação completa. Ademais, obteve-se a descarga fluvial média da bacia ao estuário de 2,35 m3.s-1 e a vazão média mensal afluente ao maior reservatório da bacia de 0,33 m3.s-1, resultados estes em consonância com trabalhos anteriores realizados na bacia em estudo. Em síntese, os resultados obtidos e o modelo proposto têm potencial para auxiliar na gestão integrada de águas rurais, urbanas e costeiras.

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