Agregação de um latossolo em recuperação após 5 anos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise da sustentabilidade na produção familiar no Sudeste Paraense: o caso dos produtores de leite do Município de Rio Maria

Neste trabalho é feita uma análise da sustentabilidade da pecuária leiteira na agricultura familiar, decorrente do rápido processo de degradação das pastagens formadas em área de terra firme, numa região de fronteira da Amazônia brasileira. A pesquisa foi realizada no Município de Rio Maria, Sudeste Paraense, sendo este um dos Municípios do Pará reconhecido internacionalmente pelo alto índice de conflitos fundiários. Foram entrevistadas 55 unidades de produção familiar, nos Projetos de Assentamentos Itaipavas 126, Barra Mansa, Mata Azul, Fazenda São Roque e Vale da Serra que sobrevivem, especificamente, da pecuária leiteira, que foram entrevistados nos meses de julho a agosto de 2002. A escolha das propriedades foi intencional, e constitui-se na identificação da renda da pecuária (venda do leite e reses), bem como, uma análise das técnicas utilizadas pelos pequenos produtores, no manejo das pastagens, do rebanho para garantir a sustentabilidade da unidade produtiva. Essa análise permitiu identificar através dos indicadores socioeconômicos que, embora a pecuária seja considerada uma atividade de baixo risco, economicamente viável para a Amazônia, entre os pequenos produtores, torna-se uma atividade insustentável, posto que, o processo de degradação das pastagens inicia-se a partir de três a cinco anos, sem, no entanto, permitir que as unidades de produção poupem recursos para renovação ou recuperação. A renda sustentável da atividade de pecuária leiteira sendo muito baixa em relação à renda obtida logo na fase inicial da atividade desestimula a adoção de práticas mais sustentáveis. A tendência declinante da produtividade das pastagens, com leves acréscimos decorrentes das queimadas e de controle da juquira tem sido compensadas com a incorporação de novas áreas de pastagens. O esgotamento de estoques de reservas florestais tende levar ao colapso da atividade, a despeito da existência de mercado para carne e leite, as práticas de recuperação não são adotadas. Considerando uma taxa de depreciação de pastagens de 10% ao ano e uma taxa de juros de 15% ao ano, do lucro líquido obtido os proprietários deveriam investir pelo menos 40% para garantir a sustentabilidade das pastagens ao final de dez anos. Verifica-se que a pecuária leiteira da agricultura familiar está sendo feita com a contínua drenagem dos recursos naturais, sem a devida compensação no preço de venda desses produtos (leite e carne). Espera-se que estes resultados possam contribuir para definir políticas públicas, com medidas concretas para os pequenos produtores de leite, no sentido de garantir renovação/recuperação das pastagens degradadas, visto que, são estes produtores os responsáveis por grande parte do desequilíbrio ecológico do ecossistema no Sudeste Paraense. Entre os pequenos criadores de gado não há necessidade de financiamento para contínua aquisição do gado, pois todos os proprietários já possuem rebanho acima da capacidade das pastagens. Nesse caso, seria necessária capacitação do produtor capacitação do produtor, para manejo adequado do pasto e do rebanho e financiamentos voltados para recuperação das pastagens degradadas. Não existe entre os produtores um espírito de conservação, mas sim uma ansiedade em aumentar o rebanho e as pastagens.

Recuperação do solo usando composto produzido com resíduo da extração de celulose

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Micronutrient contents of a revegetated saprolite exposed by excavation of an oxisol

Soils of the Brazilian Cerrado biome have been found to be deficient in copper (Cu) and zinc (Zn). In this area, an Oxisol was deeply excavated in 1962 during the construction of a hydroelectrical plant, and the exposed saprolite material was abandoned, without any reclamation measures. The abandoned land was a harsh environment for plant growth, and the secondary vegetation has not recovered. A field trial was established in 1992 to assess the effects of different grass species and lime amendments on soil reclamation at the degraded site. In 2011 soil samples were collected at three depths (0-10, 10-20, and 20-40cm) from vegetated and bare plots over tilled saprolite, from an untreated area of the saprolite, and from an Oxisol under native forest, used as external reference. Nineteen years after the reclamation effort was begun, the organic carbon (OC) content of the restored saprolite still was much lower than that of the Oxisol under natural vegetation. The undisturbed Oxisol was deficient in extractable Cu (0.16-0.10mgkg(-1)) and Zn (0.10-0.02mgkg(-1)) and exhibited rather low concentrations of extractable iron (Fe; 5.24-1.47mgkg(-1)) and manganese (Mn; 3.21-0.77mgkg(-1)). However, the saprolite under reclamation showed even lower levels of these elements compared to the native forest soil. In the natural soil, OC, N, extractable Fe, Mn, and Cu showed stratification, but this was not the case for extractable Zn. Although the reclaimed saprolite still was far from predisturbance conditions, the revegetation treatments promoted recovery of OC, N, Fe, Mn, and Cu at the surface layers, which resulted in incipient stratification. Extractable Fe, Mn, and Cu were correlated to OC, whereas no association between Zn and OC was detected. Our results also suggest that reclamation of the excavated saprolite may be constrained by micronutrient deficiencies and mostly by the extremely low levels of Zn and Cu.

Estado nutricional de mudas de baru (Dipteryx alata) em área de recuperação e remanescentes de cerrado

The Dipteryx alata is a tree specie with possibility of use in human and animal nutrition, and in the pharmaceutical industry. For reclamation of degraded areas, the revegetation has been an alternative, however, requires fertilizer addition. The objectives of this study were to evaluate the nutritional status and growth of Dipteryx alata seedlings, introduced in degraded soil under recovery process, with residues (organic and agroindustrial), compared to collected seedlings in preserved Cerrado, and evaluate the residues impact on soil chemical properties. In this work the degraded soil received the incorporation of residues, organic - RO (macrophytes) and agroindustrial - RA (ash derived from burning bagasse from sugarcane), with the following doses: 0, 16 and 32 t ha- 1 and 0, 15, 30 and 45 t ha-1 respectively. Within three months of incorporation of residues into the degraded soil, the D. alata seedlings were introduced in the experimental area, and 12 months later were evaluated for height, stem diameter, chlorophyll content and leaf contents of N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn. For purposes of comparison, the foliar concentration of those elements was determined in Dipteryx alata seedlings collected in preserved Cerrado area. Concomitant with the collect of leaves, at Cerrado and experimental area, soil was collected (0.0 - 0.20m deep) for evaluation of chemical parameters (P, OM, pH, K, Ca, Mg, H + Al, Al, Cu, Fe, Mn and Zn). Comparing the seedlings collected in the Cerrado with the seedlings from experimental area it is observed that the leaf concentration of N, P, K and Mg was higher in seedlings from preserved Cerrado in relation to those introduced in the experimental area. Fe, Mn and Zn, have lower foliar concentration in plants collected in the Cerrado, in the case of Mn the worst results occur in the absence of macrophytes indicating the importance of organic residue. The foliar concentration of Ca, S and Cu was similar in...

Climate Change and Water Resources Management: A Federal Perspective

Many challenges, including climate change, face the Nation’s water managers. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has provided estimates of how climate may change, but more understanding of the processes driving the changes, the sequences of the changes, and the manifestation of these global changes at different scales could be beneficial. Since the changes will likely affect fundamental drivers of the hydrological cycle, climate change may have a large impact on water resources and water resources managers. The purpose of this interagency report prepared by the U.S. Geological Survey (USGS), U.S. Army Corps of Engineers (USACE), Bureau of Reclamation (Reclamation), and National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) is to explore strategies to improve water management by tracking, anticipating, and responding to climate change. The key points below briefly summarize the chapters in this report and represent underlying assumptions needed to address the many impacts of climate change.

Soil compressibility and least limiting water range of a constructed soil under cover crops after coal mining in Southern Brazil

The use of cover crops affects the support capacity of soil and least limiting water range to crop growth. The objective of this study was to quantify preconsolidation pressure (sigma(p)), compression index (CI) and least limiting water range (LLWR) of a reclaimed coal mining soil under different cover crops, in Candiota, RS, Brazil. In the experiment, with randomized blocks design and four replicates, the following cover crops (treatments) were evaluated: Hemarthria altissima (Poir.) Stapf & C.E. Hubbard, treatment 1 (T1), Paspalum notatum Flugge, treatment 4 (T4), Cynodon dactilon (L) Pers., treatment 5 (T5), control Brachiaria brizantha (Hochst.) Stapf, treatment 7 (T7) and without cover crop treatment 8 (reference treatment, T8). Soil compression and least limiting water range were evaluated with undisturbed samples at a depth of 0.00-0.05 m. In order to evaluate parameters of soil compressibility, the soil samples were saturated with water and subjected to -10 kPa matric potential and then submitted to a uniaxial compression test under the following pressures: 25, 50, 100, 200, 400, 800 and 1600 kPa. Cover crops decreased the preconsolidation pressure of constructed soils after coal mining and the greatest soil reclamation was obtained with the H. altissima cover crop, where the lowest degree of soil compactness and soil load capacity were observed. Soils cultivated under H. altissima or B. brizantha presented the highest least limiting water range and these two cover crops generated similar soil critical bulk density obtained by least limiting water range and soil load support capacity. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Chemical Modifications in Styrene-Butadiene Rubber after Microwave Devulcanization

Microwave devulcanization has been studied as a method for elastomer recycling, which is based on the conversion of the reticulated and infusible structure of thermosetting rubbers in free polymeric chains able to be remolded by thermomechanical processing in recycling operations for the manufacture of other products. Elastomeric wastes are often irregularly discarded in nature, producing serious environmental damage, and their mechanical recycling is still considered a challenge. Thus, the development of alternatives for elastomer recycling is directly related to the actions of sustainable development and economic benefits to companies that pay to discard their wastes. The aim of this work is to evaluate the chemical modifications occurring in styrene butadiene rubber (SBR) after microwave devulcanization. Compounds of SBR were vulcanized in the presence of vulcanization agents and variable amounts of carbon black, and then the rubbers were milled and submitted to microwave treatment. Only the SBR with high carbon black content shows some portion of devulcanized material. However, the rubber with lower content of carbon black which was devulcanized by microwave radiation shows an increase in cross-link density. The microwave treatment also causes cross-link breaks mainly in polysulfidic bonds as well as decomposition of chemical groups containing sulfur attached to the chemical structure of SBR, while. the chemical bonds of higher energy such as monosulfidic bonds remain preserved. The improvement of the microwave method for rubber devulcanization represents a way for viable recycling of thermosetting rubbers.

Soil properties in a sugarcane plantation after the application of treated sewage effluent and phosphogypsum in Brazil

In a field experiment performed in Lins County (Sao Paulo State, Brazil), treated sewage effluent (TSE) irrigation increased sugarcane yield but caused an excessive increase in the exchangeable sodium percentage (ESP) and clay dispersion after 16 months due to an intense irrigation regime (2500 mm/16 months) with sodium rich effluents. After two additional complete cycles with lower TSE irrigation rates (1200 mm year(-1)), 1700 kg ha(-1) of phosphogypsum was added to a section of the irrigated plots to evaluate its residence time and its implications on Na+ dynamics and other soil properties. Undisturbed soil cores were taken 2 years after phosphogypsum application to verify soil physical properties up to 0.2 m depth, and disturbed soil samples were taken every year up to 1 m depth for chemical analyses. After 5 years of consecutive TSE irrigation (2005-2010), soil acidity (pH approximate to 5) and basic cations (Ca approximate to 12, Mg approximate to 6 and K approximate to 2 mmol(c) kg(-1)) were maintained in adequate conditions for plant development without the necessity of liming, while acidity was increased (pH approximate to 4.5) and Ca (approximate to 9 mmol(c) kg(-1)), and the Mg (approximate to 4.5 mmol(c) kg(-1)) concentration decreased in the rainfed without phosphogypsum treatment. An increase in water retention capacity at -30 (from 0.14 to 0.17 m(3) m(-3)) and -1500 kPa (from 0.08 to 0.12 m(3) m(-3)) potentials was also observed in all TSE irrigated treatments. The plots with a phosphogypsum treatment showed average increases of 2 mmol(c) kg(-1) of Ca2+ and 7 mg kg(-1) of S-SO42- in all soil profiles and an average reduction of 2 mmol(c) kg(-1) of Na+ up to 0.4 m from 2008 to 2009. However, the extent of the chemical effects was greater after the first year compared to the second year. The high concentration of Na+ found in previous studies performed in the same area returned to low concentrations after continued TSE irrigation at lower rates, even without the phosphogypsum application. An unusual phosphorus migration was observed to the 0.4-0.8 m soil layer as a result of TSE irrigation, most likely due to a high pH and a Na carbonate-dominated TSE. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Algal wastewater treatment and biomass producing potential: nutrient removal efficiency and cell physiological responses

Microalgae are sun - light cell factories that convert carbon dioxide to biofuels, foods, feeds, and other bioproducts. The concept of microalgae cultivation as an integrated system in wastewater treatment has optimized the potential of the microalgae - based biofuel production. These microorganisms contains lipids, polysaccharides, proteins, pigments and other cell compounds, and their biomass can provide different kinds of biofuels such as biodiesel, biomethane and ethanol. The algal biomass application strongly depends on the cell composition and the production of biofuels appears to be economically convenient only in conjunction with wastewater treatment. The aim of this research thesis was to investigate a biological wastewater system on a laboratory scale growing a newly isolated freshwater microalgae, Desmodesmus communis, in effluents generated by a local wastewater reclamation facility in Cesena (Emilia Romagna, Italy) in batch and semi - continuous cultures. This work showed the potential utilization of this microorganism in an algae - based wastewater treatment; Desmodesmus communis had a great capacity to grow in the wastewater, competing with other microorganisms naturally present and adapting to various environmental conditions such as different irradiance levels and nutrient concentrations. The nutrient removal efficiency was characterized at different hydraulic retention times as well as the algal growth rate and biomass composition in terms of proteins, polysaccharides, total lipids and total fatty acids (TFAs) which are considered the substrate for biodiesel production. The biochemical analyses were coupled with the biomass elemental analysis which specified the amount of carbon and nitrogen in the algal biomass. Furthermore photosynthetic investigations were carried out to better correlate the environmental conditions with the physiology responses of the cells and consequently get more information to optimize the growth rate and the increase of TFAs and C/N ratio, cellular compounds and biomass parameter which are fundamental in the biomass energy recovery.

Procedure e strumenti innovativi per lo sfruttamento sostenibile delle risorse minerarie

L'approvvigionamento di risorse minerali e la tutela dell'ambiente sono spesso considerate attività contrapposte ed inconciliabili, ma in realtà rappresentano due necessità imprescindibili per le società moderne. Le georisorse, in quanto non rinnovabili, devono essere valorizzate in maniera efficiente, adoperando strumenti che garantiscano la sostenibilità ambientale, sociale ed economica degli interventi estrattivi. La necessità di tutelare il territorio e migliorare la qualità della vita delle comunità locali impone alla Pubblica Amministrazione di implementare misure per la riqualificazione di aree degradate, ma fino ai primi anni '90 la normativa di settore non prevedeva strumenti a tal proposito, e ciò ha portato alla proliferazione di siti estrattivi dismessi e abbandonati senza interventi di recupero ambientale. Il presente lavoro di ricerca fornisce contributi innovativi alla pianificazione e progettazione sostenibile delle attività estrattive, attraverso l'adozione di un approccio multidisciplinare alla trattazione del tema e l'utilizzo esperto dei Sistemi Informativi Geografici, in particolare GRASS GIS. A seguito di una approfondita analisi in merito agli strumenti e le procedure adottate nella pianificazione delle Attività Estrattive in Italia, sono stati sviluppati un metodo di indagine ed un sistema esperto per la previsione ed il controllo delle vibrazioni indotte nel terreno da volate in cava a cielo aperto, che consentono di ottimizzare la progettazione della volata e del sistema di monitoraggio delle vibrazioni grazie a specifici strumenti operativi implementati in GRASS GIS. A supporto di una più efficace programmazione di interventi di riqualificazione territoriale, è stata messa a punto una procedura per la selezione di siti dismessi e di potenziali interventi di riqualificazione, che ottimizza le attività di pianificazione individuando interventi caratterizzati da elevata sostenibilità ambientale, economica e sociale. I risultati ottenuti dimostrano la necessità di un approccio esperto alla pianificazione ed alla progettazione delle attività estrattive, incrementandone la sostenibilità attraverso l'adozione di strumenti operativi più efficienti.

Individuazione di tecniche di gestione idrica-agronomica e di ricarica dell’acquifero freatico costiero per limitare la salinizzazione delle acque sotterranee e dei suoli.

Nel Comune di Ravenna, oltre 6.800 ettari di terreni agricoli sono a rischio salinizzazione, a causa dell’alta salinità delle acque sotterranee presenti all’interno dell’acquifero freatico costiero. L'area è interessata da subsidenza naturale, per compattazione dei sedimenti alluvionali e antropica, causata dall’estrazione di gas e dall’eccessivo sfruttamento delle acque sotterranee. Ne deriva che la maggior parte di questo territorio è sotto il livello medio del mare e l'agricoltura, così come ogni altra attività umana, è possibile grazie ad una fitta rete di canali di drenaggio che garantiscono il franco di coltivazione. L’agricoltura è una risorsa importante per la zona, ma a causa della scarsa disponibilità di acque dolci e per l’aumento dei processi di salinizzazione dei suoli, necessita di un cambiamento. Servono pratiche agricole sostenibili, con idonei requisiti irrigui, di drenaggio del suolo, di resistenza alla salinizzazione e di controllo del suolo. Dopo un’analisi generale sulle condizioni dell’acquifero, è stato monitorato un transetto di 10km rappresentativo della parte costiera di Ravenna. Infine, con l'obiettivo di comprendere l'interazione tra un canale d'irrigazione e le acque sotterranee, una piccola area agricola (12 ettari), è stata monitorata nel corso del 2011 utilizzando metodi idrologici, geochimici e geofisici. I risultati di questo lavoro mostrano una diffusa salinizzazione della falda freatica, ma anche la presenza di una lente d'acqua dolce spessa 5m, a 400m dalla linea di riva, con caratteristiche chimiche (hydrofacies) tipici di acque continentali e con dimensioni variabili stagionalmente. Questa bolla di acqua dolce si è originata esclusivamente dalle infiltrazioni dal canale d’irrigazione presente, in quanto, il contributo dell’irrigazione superficiale è stato nullo. Sfruttando la rete di canali di drenaggio già presente sarebbe possibile estendere questo processo d’infiltrazione da canale in altre porzioni dell’acquifero allo scopo di ricaricare l’acquifero stesso e limitare la salinizzazione dei suoli.

Caratterizzazione avanzata in laboratorio di materie prime secondarie rigenerate o stabilizzate con emulsione di bitume e leganti cementizi

Il recupero dei materiali di scarto è un aspetto di grande attualità in campo stradale, così come negli altri ambiti dell’ingegneria civile. L’attenzione della ricerca e degli esperti del settore è rivolta all’affinamento di tecniche di riciclaggio che riducano l’impatto ambientale senza compromettere le prestazioni meccaniche finali. Tali indagini cercano di far corrispondere le necessità di smaltimento dei rifiuti con quelle dell’industria infrastrutturale, legate al reperimento di materiali da costruzione tecnicamente idonei ed economicamente vantaggiosi. Attualmente sono già diversi i tipi di prodotti rigenerati e riutilizzati nella realizzazione delle pavimentazioni stradali e numerosi sono anche quelli di nuova introduzione in fase di sperimentazione. In particolare, accanto ai materiali derivanti dalle operazioni di recupero della rete viaria, è opportuno considerare anche quelli provenienti dall’esercizio delle attività di trasporto, il quale comporta ogni anno il raggiungimento della fine della vita utile per centinaia di migliaia di tonnellate di pneumatici di gomma. L’obiettivo della presente analisi sperimentale è quello di fornire indicazioni e informazioni in merito alla tecnica di riciclaggio a freddo con emulsione bituminosa e cemento, valutando la possibilità di applicazione di tale metodologia in combinazione con il polverino di gomma, ottenuto dal recupero degli pneumatici fuori uso (PFU). La ricerca si distingue per una duplice valenza: la prima è quella di promuovere ulteriormente la tecnica di riciclaggio a freddo, che si sta imponendo per i suoi numerosi vantaggi economici ed ambientali, legati soprattutto alla temperatura d’esercizio; la seconda è quella di sperimentare l’utilizzo del polverino di gomma, nelle due forme di granulazione tradizionale e criogenica, additivato a miscele costituite interamente da materiale proveniente da scarifica di pavimentazioni esistenti e stabilizzate con diverse percentuali di emulsione di bitume e di legante cementizio.

Valutazione della mobilita' di contaminanti inorganici tramite test di cessione su matrici ambientali contaminate

La caratterizzazione di sedimenti contaminati è un problema complesso, in questo lavoro ci si è occupati di individuare una metodologia di caratterizzazione che tenesse conto sia delle caratteristiche della contaminazione, con analisi volte a determinare il contenuto totale di contaminanti, sia della mobilità degli inquinanti stessi. Una adeguata strategia di caratterizzazione può essere applicata per la valutazione di trattamenti di bonifica, a questo scopo si è valutato il trattamento di soil washing, andando ad indagare le caratteristiche dei sedimenti dragati e del materiale in uscita dal processo, sabbie e frazione fine, andando inoltre a confrontare le caratteristiche della sabbia in uscita con quelle delle sabbie comunemente usate per diverse applicazioni. Si è ritenuto necessario indagare la compatibilità dal punto di vista chimico, granulometrico e morfologico. Per indagare la mobilità si è scelto di applicare i test di cessione definiti sia a livello internazionale che italiano (UNI) e quindi si sono sviluppate le tecnologie necessarie alla effettuazione di test di cessione in modo efficace, automatizzando la gestione del test a pHstat UNI CEN 14997. Questo si è reso necessario a causa della difficoltà di gestire il test manualmente, per via delle tempistiche difficilmente attuabili da parte di un operatore. Le condizioni redox influenzano la mobilità degli inquinanti, in particolare l’invecchiamento all’aria di sedimenti anossici provoca variazioni sensibili nello stato d’ossidazione di alcune componenti, incrementandone la mobilità, si tratta quindi di un aspetto da considerare quando si individuano le adeguate condizioni di stoccaggio-smaltimento, si è eseguita a questo scopo una campagna sperimentale.

Hydrologic analysis of a limestone quarry using EPA's HELP Version 3.08 Model

Aggregates were historically a low cost commodity but with communities and governmental agencies reducing the amount of mining the cost is increasing dramatically. An awareness needs to be brought to communities that aggregate production is necessary for ensuring the existing infrastructure in today’s world. This can be accomplished using proven technologies in other areas and applying them to show how viable reclamation is feasible. A proposed mine reclamation, Douglas Township quarry (DTQ), in Dakota Township, MN was evaluated using Visual Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP) model. The HELP is commonly employed for estimating the water budget of a landfill, however, it was applied to determine the water budget of the DTQ following mining. Using an environmental impact statement as the case study, modeling predictions indicated the DTQ will adequately drain the water being put into the system. The height of the groundwater table will rise slightly due to the mining excavations but no ponding will occur. The application of HELP model determined the water budget of the DTQ and can be used as a viable option for mining companies to demonstrate how land can be reclaimed following mining operations.