Estudo da influência do material de enchimento na remoção de matéria orgânica, azoto e sólidos em leitos de macrófitas do tipo ESSH

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

Retenção do dimetoato e sua relação com pH e teores de argila e matéria orgânica nos sedimentos da zona não-saturada de uma microbacia no nordeste paraense

Na agricultura familiar na Amazônia oriental, em particular no nordeste do Pará, são comuns os cultivos semi-perenes com pesada aplicação de agrotóxicos. Em virtude da ampla utilização desses produtos, principalmente o dimetoato, na microbacia hidrográfica do igarapé Cumaru, município de Igarapé-Açu (PA), foi avaliada a retenção dessa substância em amostras da zona não-saturada em laboratório, verificando-se também a influência do pH e dos teores de argila e de matéria orgânica nesse processo. Entre os diversos agrotóxicos utilizados na área, o dimetoato foi selecionado por apresentar maior potencial de lixiviação, segundo o índice GUS (Groundwater Ubiquity Score). Para a quantificação da retenção do dimetoato nos sedimentos da zona não-saturada foi realizado um experimento de sorção. Este último mostrou que, em termos percentuais, a sorção do dimetoato variou de 2.5% a 36.2% (concentração inicial 20 mg.-1) e de 6.20% a 31.0 % (concentração inicial 10 mg.-1). Esses dados comprovam o elevado potencial de contaminação da água subterrânea por essa substância, devido, principalmente, à sua mobilidade e baixa retenção. Devido ao caráter hidrofóbico do dimetoato, que aumenta a sua afinidade com a matéria orgânica, a quantidade sorvida dessa substância se mostrou diretamente proporcional à de matéria orgânica presente nos sedimentos. O pH exerce efeito contrário a este, ou seja, quanto mais elevado o seu valor, menor é a quantidade de dimetoato sorvida. Em relação à variação do teor e ao tipo de argila, foi observado que esses fatores não influenciam na retenção do dimetoato, sendo esse resultado atribuído ao comportamento não iônico desse agrotóxico.

Complexação de íons de metais por matéria orgânica dissolvida: modelagem e aplicação em sistemas reais

Os íons de metais pesados são conhecidos tanto pela sua importância fisiológica e industrial, bem como pelo risco ambiental e à saúde humana. Para elucidar o comportamento dessas espécies nos corpos hídricos, os quais recebem grande parte da descarga de metais, seja de origem antrópica ou por fontes naturais, é necessário entender as interações que elas apresentam com o meio, principalmente a especiação química. Um dos mais importantes processos pelos quais passam as espécies metálicas em corpos aquáticos naturais é a interação com a matéria orgânica dissolvida (MOD), que pode ser por adsorção, reações de troca iônica ou por complexação. Neste trabalho foram realizados vários experimentos com o objetivo de descrever o comportamento da complexação de três importantes cátions Cu(II), Cd(II) e Pb(II) com a matéria orgânica (ácido húmico comercial), sob condições diversas de força iônica em meio tamponado. Os resultados foram avaliados de acordo com o modelo de van den Berg e Kramer para a complexação de metais. O modelo foi aplicado na determinação da capacidade de complexação dos íons em amostras reais, oriundas de três rios maranhenses que integram a Amazônia legal: Itapecuru, Bacanga e Pericumã. Nas águas dos rios utilizou-se o parâmetro carbono orgânico dissolvido (COD) para expressar a MOD. Os resultados confirmaram forte interação entre a MOD e íons de metais pesados e que o modelo de van den Berg e Kramer é satisfatório para se estimar a constante de complexação (K) e a concentração de sítios de complexação (Lt). Nas amostras simuladas em laboratório a ordem de complexação dos metais foi Cu(II) > Cd(II) > Pb(II) e a capacidade de complexação mostrou ser linear em função da concentração de ácido húmico comercial. Acredita-se que por ter menor raio iônico, o íon Cu(II) possui maior afinidade com os sítios de complexação. Nas amostras retiradas dos corpos aquáticos, observou-se que o rio com maior concentração de COD (rio Bacanga) apresentou maior capacidade de complexação; entretanto, a ordem foi Pb(II) > Cu(II) > Cd(II) provavelmente devido à presença de íons Cu(II) em maior quantidade nas águas dos rios.

Uso dos fenóis da lignina no estudo da matéria orgânica na várzea do Lago Grande Curuái, Pará e no Lago do Caçó, Maranhão, Brasil

Este estudo tem por objetivo caracterizar os sedimentos superficiais, quanto ao seu teor e qualidade dos fenóis da lignina, em dois sistemas lacustres distintos: a Várzea do Lago Grande Curuái (PA) e o Lago do Caçó (MA). A Várzea do Lago Grande Curuái é localizada na margem direita do Rio Amazonas, aproximadamente 850 km da foz e é caracterizada pela presença de lagos de águas brancas e pretas. O Lago do Caçó está localizado no Maranhão, na borda do ecossistema amazônico. Foram realizadas análises da concentração de lignina (λ), carbono orgânico total (COT), nitrogênio e isótopos do carbono (δ13C). Os resultados indicam que os sedimentos superficias de lagos de águas brancas apresentam baixos valores de COT (1,5 a 3,6%), baixa concentração de λ (0,73 a 1,28 mg.100mg CO-1) e alto índice de degradação (0,29 a 2,01). Os sedimentos superficiais de lagos de águas pretas apresentam maiores valores de COT (6,0 a 12,1%) e de λ (1,44 a 1,93 mg.100mg CO-1) em relação aos sedimentos de lagos de águas brancas, porém baixos em comparação com os sedimentos do Lago do Caçó (7,2 ~ 15,3% e 1,83 ~ 4,64 mg .100mg CO-1, respectivamente). Através das análises realizadas foi possível identificar diferentes contribuições de fontes assim como diferentes estados de preservação da matéria orgânica sedimentada nos dois sistemas apresentados.

Avaliação de indicadores de qualidade do solo sob alternativas de recuperação do solo no Nordeste Paraense

Os indicadores convencionais de fertilidade de solo, mais comumente utilizados, enfatizam o balanço ácido-base e o conteúdo de elementos químicos, mas não consideram adequadamente as propriedades biológicas do solo, responsáveis por grande parte do seu funcionamento. Os indicadores biológicos, ainda pouco difundidos, levam em consideração a atividade microbiana do solo que é mais sensível à dinâmica do solo. Em Marapanim-PA, e utilizando um desenho experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, avaliou-se o comportamento dos indicadores do solo carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, fosfatase ácida, matéria orgânica, carbono orgânico e fósforo disponível, em um solo com cultivo sequencial de mandioca e milho, preparo com corte-e-trituração da capoeira original. Os fatores corte-e-trituração, fosfato natural e adubação verde foram arranjados nos seguintes tratamentos: capoeira; testemunha; fosfato natural (FN); feijão-de-porco [Canavalia ensiformis (L.) DC] (FP); FN + FP; FN + guandu [Cajanus cajan (L.) Millspaugh]. (G); FN + titônia [Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray] (T); FP + G; FP + T. Em quatro épocas de amostragens, foram tiradas amostras compostas do solo (0 - 10 cm) de cada parcela para análise dos indicadores. Os indicadores estudados foram influenciados pela época de amostragem do solo. Os indicadores fosfatase ácida, nitrogênio da biomassa microbiana e carbono da biomassa microbiana foram capazes de detectar os efeitos de maior número de tratamentos de recuperação do solo testados, enquanto a matéria orgânica do solo foi o menos capaz. Ao longo do tempo, a resposta dos indicadores variou em função dos fatores estudados.

Estoque de nutrientes sob diferentes sistemas de uso do solo de Colorado do Oeste-RO

A substituição da floresta por outro tipo de uso do solo pode levar a perdas significativas na matéria orgânica do solo, alterando sua dinâmica e como consequência alterando as entradas e saídas de nutrientes do sistema. Neste trabalho o objetivo foi avaliar o estoque de nutrientes em diferentes sistemas de uso de solo em Colorado do Oeste-RO. Os sistemas avaliados foram o agroflorestal (teca e cacau), florestal (teca com cinco anos), teca com oito anos, agrossilvopastoril (teca, cacau e pasto) e pastagem tendo a mata nativa como referência. Em cada sistema foram abertas três minitrincheiras, nas quais foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas profundidades de 0 a 5, 5 a 10, 10 a 20 e 20 a 30 cm. Nessas amostras foram determinados os nutrientes: N, P, K, Ca e Mg, a matéria orgânica, a densidade do solo e os teores de argila. Observaram-se diferenças nos estoques de nutrientes no solo entre os sistemas de uso e em profundidade. A concentração de nutrientes foi influenciada pelo sistema de uso do solo. O nutriente mais estocado em todos os sistemas de uso é o Ca, os valores variaram entre 5188,48 e 2912,86 kg ha-1 e o menos estocado o K, com estoques entre 46,22 e 17,33 kg ha-1. O sistema teca com cinco anos foi o sistema que mais se aproximou da mata, quanto ao armazenamento de nutrientes.

Efeitos da matéria orgânica sobre a capacidade de retenção de umidade de quatro solos do município de Piracicaba

Foi feito um ensaio de incubação, em vasos, para se verificar o efeito da matéria orgânica (torta de mamona) sobre o poder de retenção de umidade de 4 terras do município de Piracicaba. Conclui-se que tais efeitos foram lineares e significativos a 5% em duas terras e a 1% em outras duas.

Da concentração da matéria orgânica nos criadouros de anofelíneos do sub-gênero Kerteszia

Os autores, examinando a distribuição, pelas várias alturas, do teôr do matéria orgânica das águas armazenadas no imbricamento das fôlhas de certas bromeliáceas, verificaram: 1.º) O têor de matéria orgãnica contido na água das bromeliáceas depende da cobertura vegetal. 2.º) As curvas da sua distribuição são semelhantes ás encontradas para o índice MK dos anofelíneos do sub-gênero Kerteszia.

Aplicació de la termoquimiolisi - cromatografia de gasos - espectrometria de masses a l'estudi de la matèria orgànica del sòl

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Université de Poitiers, França, entre 2007 i 2009. El treball s'ha centrat en dues activitats bàsiques. El treball realitzat s’ha centrat en dues activitats bàsiques. D’una banda, la posada a punt d'un protocol de fraccionament de la matèria orgànica del sòl, per extraccions successives amb solvents alcalins després d'una seqüència de pretractaments al sòl: cap pretractament, atac amb àcid (per destruir els carbonats), atac amb ditionit (per reduir els òxids de Fe i Al i facilitar l'extracció de la matèria orgànica associada a aquests compostos). El protocol dóna una visió de conjunt de la situació de la matèria orgànica del sòl, combinant aspectes físics (protecció, precipitació, oclusió per carbonats) i químics (grau d'humificació). D’altra banda, l'aprenentatge de la tècnica de termoquimiolisi-cromatografia de gasos-espectrometria de masses. Aquest era l'objectiu de l'estada a Poitiers, al qual hem donat prioritat. Ens hem centrat en l'estudi de fraccions físiques (densimètriques) obtingudes en estudis anteriors sobre sòls forestals. Les fraccions considerades són: fracció lleugera (FL), tres fraccions ocluïdes (OC1, OC2 i OC3) i fracció densa (FD). L’aplicació de la termoquimiolisi permet de caracteritzar diversos grups de substàncies, de les quals ens hem centrat en alguns indicadors bioquímics: àcids grasos, alcohols, diàcids, productes fenòlics i altres productes aromàtics, derivats de carbohidrats. L’estudi de conjunt d’aquests productes indica que és a les fraccions ocluïdes (que solen ser minoritàries a tots els horitzons) on la matèria orgànica d’origen microbià és dominant, mentre que a les fraccions lleugera (FL) i densa (FD) la matèria orgànica d’origen vegetal sembla dominant. Es preveu aplicar aquesta tècnica a l’estudi de les fraccions obtingudes a la primera part del treball, actualment congelades i a l’espera de ser processades.

Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: estabilitat de la matèria orgànica

L’avaluació de la capacitat de segrest de carboni d’un sòl denudat per l’extracció de calcàries i la seva posterior restauració amb fangs de depuradora s’ha realitzat mitjançant l’anàlisi de l’estabilitat de la matèria orgànica del sòl (MOS) en funció de la dosi de fangs aplicada. Els resultats d’aquest treball demostren dos fets fonamentals per a l’estudi de la capacitat de segrest de carboni, els qual són: la conservació del contingut total de MOS i l’augment de la seva estabilitat fins a nivells més alts que els de la MOS de les parcel·les de control. Aquests resultats són explicables per (i) la conservació i augment de la MOS recalcitrant, i (ii) la protecció d’una porció més o menys rellevant de la MO làbil continguda amb els fangs gràcies a l’acció simultània dels mecanismes d’estabilització de la MOS, com són: l’estabilització bioquímica (humificació), química, física, a més de la pròpia hidrofobicitat de la MOS, aquests dos últims potenciats per l’addicció del fangs de depuradora.

Carbono, carbono da biomassa microbiana e atividade enzimática em um solo sob mata natural, pastagem e cultura do algodoeiro

Avaliaram-se os parâmetros Corgânico, Cmicrobiano, atividades de celulase e amilase em amostras de uma Terra Roxa Estruturada sob mata natural (MN), nas áreas sob pastagem por 20 anos (P20), pastagem por 25 anos P(25) e sob cultivo do algodoeiro por 10 anos (A10), obtidas no verão nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-30 cm. Os teores de Corgânico, Cmicrobiano e as atividades de amilase e celulase foram muito semelhantes entre MN e nas áreas P20 e P25. Somente foi observada redução em 18% do Corgânico da P25, em relação à MN, na profundidade de 0-10 cm. O cultivo convencional do algodoeiro por 10 anos provocou reduções de 54 a 81 %, em relação à MN, no Cmicrobiano e na atividade de amilase nas três profundidades de amostragem, assim como apresentou valor da relação Cmicrobiano/Corgânico menor que 1,0%, indicando redução na dinâmica da matéria orgânica do solo. O Cmicrobiano e as atividades de amilase e celulase correlacionaram-se positiva e significativamente nas três profundidades, enquanto o Corgânico, correlacionou-se com os parâmetros analisados somente na profundidade de 0-10 cm.

Propriedades do solo e sistema radicular do feijoeiro irrigado em rotação de culturas

O crescimento do sistema radicular do feijoeiro irrigado, cultivar IAC-Carioca, sob pivô central, em rotação com pousio, milho, aveia preta, Crotalaria juncea L., guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp.) e mucuna preta (Mucuna aterrima), no período não-convencional de cultivo no outono-inverno, foi avaliado de 1993 a 1995, em Latossolo Vermelho eutroférrico típico, em área experimental do Instituto Agronômico, em Ribeirão Preto, São Paulo. A rotação de culturas do feijoeiro com milho e adubos verdes favoreceu a redução da resistência do solo à penetração na camada arável, garantiu a manutenção do teor de matéria orgânica do solo, bem como possibilitou a redução da acidez e o aumento do índice de saturação por bases (V%) em profundidade em relação ao teor inicial. A velocidade de infiltração básica da água no solo foi favorecida pela inclusão da mucuna preta, da Crotalaria juncea L. e do milho, no esquema de rotações. A profundidade efetiva observada do seu sistema radicular foi de 0,35 a 0,40 m.

Efeitos de métodos de controle de plantas daninhas na cultura do cafeeiro (Coffea arabica L.) sobre a qualidade física do solo

Estudaram-se os efeitos de diferentes métodos de controle de plantas daninhas na cultura do cafeeiro sobre alguns indicadores da qualidade física do solo. O experimento foi instalado, em 1977, na Fazenda Experimental da EPAMIG em São Sebastião do Paraíso (MG), em um Latossolo Roxo distrófico. Foi utilizado o cultivar "Catuaí Vermelho" LCH 2077-2-5-99, plantado no espaçamento 4 x 1 m. Roçadeira (RÇ), grade (GR), enxada rotativa (RT), herbicida de pós-emergência (HC), herbicida de pré-emergência (HR) e capina manual (CM) foram empregados no controle das plantas daninhas na entrelinha de plantio ("ruas"), em comparação com a área cultivada mantida sem capina (SC) e a condição original de mata (MT). Os seguintes indicadores da qualidade física do solo foram avaliados, entre 1978 e 1995, nas camadas de 0-15 e 15-30 cm: matéria orgânica, densidade do solo, volume total de poros e estabilidade de agregados em água. Após dezoito anos de avaliações, a qualidade física do solo mostrou-se diretamente correlacionada com o seu teor de matéria orgânica. A utilização contínua de herbicida de pré-emergência, além de reduzir o teor de matéria orgânica do solo, provocou o surgimento de encrostamento superficial do solo. Os usos da enxada rotativa e da roçadeira acarretaram o surgimento de camada subsuperficial compactada. O controle das plantas daninhas por meio de capinas manuais e herbicidas de pós-emergência mostraram-se eficientes na manutenção da qualidade física do solo.