Conflitos emergentes na gestão da água

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

Estudo da influência do teor em água e do contéudo em minerais de argila na distribuição do benzeno pelas diferentes fases de solos graníticos

O principal objectivo de desenvolvimento desta tese é a análise da adsorção de benzeno em solos residuais graníticos. A contaminação dos solos por combustíveis derivados do petróleo é uma problemática bastante actual, sendo que a remediação dos solos contaminados necessita de um vasto conjunto de conhecimentos relativos ao comportamento dos solos e dos contaminantes. Uma das grandes questões que se levanta é a incerteza sobre o efeito das características mineralógicas do solo na distribuição e na disponibilidade dos contaminantes o que condiciona a eficiência da remediação dos solos e dificulta a escolha da tecnologia de remediação mais adequada. Nesta tese a contaminação do solo por benzeno foi realizada com diferentes níveis de contaminação e em seguida, foi determinada a concentração na fase gasosa. Definiram-se níveis de contaminação entre 0,5 mg e 439 mg de benzeno por quilograma de solo húmido, sendo que o intervalo entre cada adição foi determinado pela condição de equilíbrio, ou seja, quando a concentração de benzeno na fase gasosa se mantivesse aproximadamente constante em dois dias consecutivos de modo a analisar a distribuição do benzeno pelas diferentes fases do solo. Para tal foram construídas isotérmicas de adsorção, com posterior ajuste de modelos matemáticos, sendo utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich e Polinomial de 3º Grau A preparação do solo residual granítico foi realizada previamente. Numa primeira fase os solos foram peneirados e secos de modo a obter uma granulometria controlada e um teor em água semelhante e aproximadamente nulo. De seguida, cada amostra foi preparada de acordo com dois objectivos: os ensaios destinados ao estudo da influência do teor em água apresentassem o mesmo solo com diferentes teores em água e que os ensaios destinados ao estudo da influência dos minerais de argila apresentassem composições mineralógicas diferentes para o mesmo teor em água, substituindo parte da fracção argilosa por quartzo. A quantificação das concentrações de benzeno na fase gasosa, realizou-se por cromatografia GC-FID, sendo que foram obtidas as áreas do pico dos cromatogramas, para posterior transformação em concentrações aplicando a curva de calibração. Posteriormente foram calculadas as concentrações de benzeno nas restantes fases dos solos, de modo a analisar a distribuição do benzeno nas diferentes fases.

Barragens e Albufeiras em Portugal: Usos da Água, Preocupações Ambientais e Ordenamento do Território . Caso de estudo: Albufeira de Foz Tua

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território: Área de Especialização em Ambiente e Recursos Naturais

Contribuição para o estudo de sistemas de baixo custo para tratamento de água a implementar em zonas economicamente desfavorecidas

A atual crise mundial da água está relacionada, entre outros fatores, com a sua escassez, qualidade e distribuição desigual. No caso do Brasil, apesar de existirem regiões com elevada disponibilidade hídrica, nomeadamente na região hidrográfica da Amazónia, parte da população, sobretudo a mais vulnerável em termos económicos, não tem acesso aos serviços básicos de abastecimento de água que permitam o seu fornecimento mínimo para usos diretos. Este trabalho teve como principal objetivo, a apresentação de sistemas simplificados de tratamento de água, adequados ao contexto socioeconómico das populações a abastecer. Para o efeito, foram selecionados três estudos de caso no Brasil: Rio Juruena, Lago Piratuba e Rio Nhamundá, com diferentes tipologias de qualidade de água, servindo, respetivamente, às populações de Campos de Júlio, Pracuúba e Faro. Com base no estudo efetuado, concluiu-se que o rio Juruena apresenta contaminação microbiológica, necessitando apenas da operação de desinfeção. O Lago Piratuba, além de contaminação microbiológica, apresenta valores de turvação de 57 NTU, superiores aos valores máximos permitidos pela legislação, encontrando-se hipereutrofizado, com índice de estado trófico de 192 μg Fósforo total/l, necessitando das etapas de coagulação/floculação, decantação, filtração e desinfeção. O rio Nhamundá apresenta valores de contaminação microbiológica e valores de concentração de arsénio de 0,04 mg/l, valores superiores ao limite máximo imposto pela legislação, necessitando de etapas que permitam a remoção deste elemento, assim como a etapa de desinfeção. Os sistemas de tratamento de água apresentados em cada estudo de caso teriam, não só de garantir a qualidade de água mínima para usos diretos, mas também, necessitariam de ser viáveis e sustentáveis a nível económico e social. Após a seleção e descrição dos sistemas de tratamento de água simplificados, tendo em consideração o custo unitário de cada um, a caraterização sócio-económica da população e a caraterização climática da região, foram selecionados os cenários económico-energéticos mais adequados para, posteriormente, serem propostas estratégias de simulação de um projeto piloto a desenvolver em cada comunidade. Deste modo, no caso da comunidade de Campos de Júlio, foi escolhido o cenário C4A, utilizando o agente desinfetante Waterguard®, como sendo a linha de tratamento de água mais adequada. No caso da população de Pracuúba, foi escolhido o cenário C3B, utilizando o agente coagulante Moringa Oleífera, o filtro Hydraid® e o agente desinfetante Waterguard®. Por ultimo, no caso da população de Faro, foi selecionado o cenário C4Cc, recorrendo ao filtro Kanchan® e ao produto Waterguard®.

Disponibilidade do potássio a partir de vários materiais potássicos, utilizando o arroz como planta indicadora

O experimento foi conduzido em casa de vegetação, durante o período de 17/8/1978 a 17/11/1978, em um LVe, textura média. Os materiais potássicos utilizados foram: um sal de potássio solúvel em água, o cloreto de potássio e quatro amostras, incluindo uma Kaliofilita, provenientes do Planalto de Poços de Caldas, MG, as quais foram submetidas a um tratamento hidrotérmico provocando, assim, alterações na sua estrutura cristalina. Foram aplicados 100 kg/ha de k(2)0 (Dose 1) e 200 kg/ha de k(2)0 (Dose 2), alem de uréia e do superfosfato simples. Os resultados indicaram que não houve diferença significativa com aplicação da dose 1 de k(2)0, entre os materiais potássicos, porém, com a aplicação da dose 2 de k(2)0, um dos materiais potássicos se destacou dos demais.

Disponibilidade de fósforo estimada por três métodos químicos e pela atividade de duas enzimas em solos que receberam incorporação de materiais orgânicos

A disponibilidade de fósforo em amostras dos solos Aquatibia (solo aluvial) e Hoda (podzólico vermelho-amarelo eutrófico), incubados com quantidades crescentes de materiais orgânicos (palha de cevada, parte aérea de feijão-caupi, esterco de curral e lodo de esgoto), foi estimada por três métodos químicos e pela atividade das enzimas fosfatase ácida e fosfodiesterase, no Departamento de Ciências do Solo e Ambientais da Universidade da Califórnia/Riverside, de janeiro a novembro de 1985. Em estudo em casa de vegetação, a produção de matéria seca e a quantidade de P absorvida pela parte aérea de plantas de milho cultivadas nos solos que receberam os mesmos materiais orgânicos foram determinadas. A disponibilidade de P medida pela extração com água correlacionou-se, significativamente, apenas quando o esterco de curral e o lodo de esgoto foram adicionados aos solos Aquatibia e Hoda, respectivamente. A resina de troca aniônica e o Mehlich 1 foram os métodos mais indicados para determinar a disponibilidade de P para o milho quando os solos receberam quantidades crescentes dos materiais orgânicos. As altas quantidades de P extraídas pela resina de troca aniônica do solo com alta capacidade de adsorção de P indicaram que esse método foi o que melhor considerou os fatores intensidade e capacidade do solo. A atividade da enzima fosfodiesterase do solo revelou ser um bom índice para a determinação do P disponível para o milho, quando os solos receberam a adição do feijão-caupi e do esterco de curral.

Frações de boro e índices de disponibilidade em solos do estado do Ceará

Em 29 amostras superficiais (0-20 cm) de solos do estado do Ceará, foram determinadas diferentes frações de boro e estabelecidas relações com algumas propriedades do solo e com o boro solúvel, usado como índice de disponibilidade para as plantas. As frações de boro foram analisadas, seguindo-se um esquema de fracionamento seqüencial. Determinaram-se o boro solúvel em água (B-Sol), o boro não especificamente adsorvido (B-NEsAd), o boro especificamente adsorvido (B-EsAd), o boro associado a óxidos de Mn (B-OxMn), o boro associado a óxidos de Fe e Al amorfo (B-OxFeA) e a óxidos de Fe e Al cristalino (B-OxFeC), e o boro residual (B-Res). Também foram determinados o boro total (B-Total) e o solúvel em três extratores: água quente, HCl 0,05 mol L-1 e manitol 0,05 mol L-1 + CaCl2 0,01 mol L-1. O teor de boro total nos solos variou de 10,5 a 24,0 mg kg-1 (média de 14,4 mg kg-1). As frações B-Sol, B-NEsAd e B-EsAd apresentaram teores entre 0,05 e 0,79 mg kg-1, representando entre 0,3 a 4,4% do B-Total. Dentre os óxidos, houve predominância do B-OxFeC (média de 4,4 mg kg-1) com teores entre 1 a 2 vezes superiores aos de B-OxFeA (média de 2,72 mg kg-1). Na maioria dos solos, a fração predominante foi o B-Res (média de 6,22 mg kg-1), ocluso em minerais silicatados, com teores que variaram de 19,6 a 70,7% do B-Total. Os valores de B disponível, nos três extratores, correlacionaram-se de forma altamente significativa entre si e com as frações B-Sol, B-NEsAd e B-EsAd. A matéria orgânica e a argila foram as propriedades que se correlacionaram melhor com o B-Sol, B-NEsAd e B-EsAd.

Solubilidade e disponibilidade dos micronutrientes em fertilizantes

A legislação brasileira exige que os micronutrientes nos fertilizantes sejam garantidos pelo teor total presente. Isto abre um precedente para a utilização de produtos não considerados como fontes de micronutrientes na fabricação dos fertilizantes. Todavia, a eficiência agronômica desses produtos é ainda duvidosa. Objetivou-se realizar um trabalho para caracterizar a solubilidade e a disponibilidade dos micronutrientes em trinta fertilizantes comerciais, por meio do uso de cinco extratores químicos: a água e soluções de ácido cítrico a 2%, de citrato neutro de amônio na diluição 1 + 9, de DTPA 0,005 mol L-1 e de EDTA 0,005 mol L-1. Os resultados mostraram a baixa solubilidade dos micronutrientes metálicos (cobre, ferro, manganês e zinco) dos fertilizantes tipo "fritas". O ácido cítrico a 2% mostrou-se promissor na caracterização da disponibilidade de cobre, manganês e zinco para as plantas. Para o ferro não houve uma definição entre os extratores estudados. O boro teve boa solubilidade, tanto nos fertilizantes solúveis, como nos insolúveis em água, e a garantia pelo teor total mostrou-se bom indicativo da disponibilidade do elemento. Para o molibdênio a solubilidade foi maior para os fertilizantes com baixo teor do elemento. A garantia dos micronutrientes catiônicos pelo teor total, conforme exige a legislação, não indicou a sua real disponibilidade nos fertilizantes comerciais, mostrando a necessidade de uma definição de extratores para esse fim.

Crescimento e absorção de fósforo em plantas de Eucalyptus grandis associadas a fungos micorrízicos em diferentes doses de fósforo e potenciais de água do solo

Avaliaram-se a produção de parte aérea (MS), a absorção (CP) e a eficiência de utilização de fósforo (EUP) por plantas de Eucalyptus grandis inoculadas com Glomus etunicatum (Ge) e, ou, Pisolithus tinctorius (Pt), em diferentes combinações entre doses de P e potenciais hídricos do solo (ψ), utilizando-se técnica de raízes subdivididas em vasos geminados, em casa de vegetação. Um dos vasos do conjunto geminado continha os tratamentos em arranjo fatorial de duas doses de P (P60 e P120, correspondentes a adições de 60 e 120 mg dm-3 de solo), três ψ (-10, -40 e -300 kPa) e quatro tratamentos com inóculos fúngicos (não inoculado, Ge, Pt, Ge + Pt). Outro vaso do conjunto continha 4,5 litros de solução nutritiva, sem P. Independentemente da dose de P adicionada, a colonização por Ge foi reduzida com a diminuição do ψ. Quanto à colonização por Pt, observou-se ausência de resposta a ψ em P60 e aumento em P120. A colonização ectomicorrízica foi reduzida quando Pt foi inoculado concomitantemente a Ge. Aumentos do CP, em função do incremento do ψ, foram observados em P60 e P120. No entanto, MS e EUP responderam positivamente à elevação de ψ apenas em P120. A inoculação isolada com Ge não apresentou efeito sobre as plantas, nas combinações entre ψ e P. A colonização por Pt apresentou efeitos diferenciados sobre as plantas, dependendo das condições de ψ e P no solo. Na combinação P60 e -300 kPa, correspondente à situação de menor disponibilidade de P, observou-se efeito deletério da colonização por Pt, isolada ou concomitantemente com Ge, sobre a EUP das plantas. Efeitos positivos da inoculação isolada com Pt sobre o CP foram observados nas combinações entre P120 e ψ de -10 kPa e -40 kPa, embora apenas na segunda situação este maior CP tenha sido acompanhado de incremento da MS.

Fatores controladores da compressibilidade de um argissolo vermelho-amarelo distrófico arênico e de um latossolo vermelho distrófico típico. II- grau de saturação em água

O teor de água no solo constitui fator determinante na capacidade de um solo em resistir à compactação por pisoteio animal ou tráfego de máquinas. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do teor de água (saturação dos poros em água) nos valores de pressão de preconsolidação (σ'p) e no índice de compressão (Cc), para dois solos com texturas contrastantes, em duas profundidades, cultivados sob sistema plantio direto e convencional. Amostras indeformadas (5,35cm de diâmetro por 2cm de altura) foram coletadas na camada superficial (0-2cm) e na camada de 10-12cm, durante o ano agrícola de 1997/1998, num Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico (89gkg-1 de argila), localizado no município de Santa Maria (RS) (29°45' latitude sul e 53°42' longitude oeste) e de um Latossolo Vermelho distrófico típico (467gkg-1 de argila), localizado no município de Ibirubá (RS) (28°30' latitude sul e 53°30' longitude oeste). Para cada tipo de solo e condição de manejo, amostras indeformadas foram coletadas em diferentes épocas para obter variação natural de grau de saturação e, ainda, algumas amostras foram saturadas e equilibradas em laboratório para obter uma ampla variação de grau de saturação. Para cada solo, sete classes de grau de saturação foram estabelecidas (<15; 16 a 30; 31 a 45; 46 a 60; 61 a 75; 76 a 90 e 91 a 100%). O ensaio de compressão uniaxial foi realizado com aplicação sucessiva de cargas estáticas de 12,5; 25; 50; 100; 200; 400 e 800kPa, durante cinco minutos cada. Os valores de densidade do solo também foram distribuídos em classes, de acordo com a disponibilidade de amostras. Os valores da σ'p na camada superficial do Argissolo sob plantio direto foram superiores nos graus de saturação até 30% em relação aos demais graus de saturação. Para o Latossolo, na faixa de densidade do solo de 1,30 a 1,45Mgm-3, o aumento do grau de saturação de 46-60% para 61-75% representou diminuição nos valores da σ'p de 1,6vez na condição de plantio direto, nas duas profundidades, e de 2,4 vezes na camada superficial da área com manejo convencional. Os valores de σ'p diminuíram de forma logarítmica com o aumento do grau de saturação.

Extratores para avaliar a disponibilidade do zinco em fertilizantes

O objetivo deste trabalho foi determinar a solubilidade do zinco contido em fertilizantes (sulfato de zinco, óxido de zinco, zinco metálico e quatro "fritas" comerciais) nos extratores água, ácido cítrico 20 g L-1, citrato neutro de amônio (1 + 9) e DTPA, e correlacioná-la com a disponibilidade desse elemento para plantas de arroz e milho. O zinco presente no sulfato de zinco mostrou-se mais disponível às plantas, seguido daquele contido no óxido de zinco, enquanto as "fritas" apresentaram menor disponibilidade. O extrator citrato neutro de amônio (1 + 9), na relação 1:100 e com fervura por cinco minutos, apresentou correlação satisfatória com a absorção pelas plantas. Sua adoção contribuiria para melhorar a eficiência das adubações com zinco.

Disponibilidade de fósforo para o arroz inundado sob efeito residual de calcário, gesso e esterco de curral aplicados na cultura do feijão

Foram realizados simultaneamente quatro experimentos em vasos com os solos Neossolo Flúvico (RU), Gleissolo Háplico (GX), Gleissolo Melânico (GM) e Organossolo Mésico (OY) artificialmente drenado, com objetivo de avaliar a influência de calcário, gesso e esterco de curral curtido - aplicados em cultivo prévio de feijoeiro, na eficiência de diferentes extratores e da fosfatase ácida, usados em amostra de solos aerados, antes da inundação; na predição da disponibilidade do P para a cultura após a inundação e na produção de arroz inundado. Após a colheita do feijoeiro, cinco repetições correspondentes a cada tratamento em cada solo foram misturadas entre si e colocadas em vasos de 5 dm³ (3,2 dm³ de solo) onde foi conduzido o experimento de arroz inundado. Nessa época, colheram-se subamostras para as determinações de P por Mehlich-1, Resina, Bray-1, P remanescente e atividade da fosfatase ácida no solo. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3 x 2, sendo: três tratamentos de solo (calcário, gesso e sem aplicação de calcário e gesso) e dois níveis de esterco de curral curtido (com e sem) com quatro repetições. Os solos dos vasos permaneceram em inundação com uma lâmina de água de 3 cm sobre a superfície do solo. Após 60 dias de inundação, foram transplantadas plântulas de arroz e cultivadas até à maturação dos grãos. Durante o período experimental, o arroz recebeu adubação nitrogenada e potássica em cobertura. Os extratores de P e a atividade da fosfatase ácida, nas amostras dos solos aerados, antes do cultivo, não foram eficientes para predizer P disponível para o arroz inundado. A aplicação de esterco de curral curtido proporcionou maior disponibilidade de P, maiores produções de matéria seca de grãos e parte aérea, teores foliares e acúmulo de P nas plantas de arroz. Os solos apresentaram respostas variadas à aplicação de calcário e gesso.

Compressibilidade de agregados de um Latossolo Amarelo da Amazônia em resposta ao potencial da água do solo

Normalmente a utilização agrícola dos solos é realizada com máquinas e implementos pesados que lhes causam compactação, responsável por afetar a disponibilidade de ar e de água para as plantas. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de agregados de Latossolo Amarelo da Amazônia sob compressão mecânica, submetidos a quatro níveis de umidade. Amostras de solo, úmidas e indeformadas, coletadas sob floresta, no horizonte A, a 10 cm de profundidade, e no horizonte B, a 150 cm de profundidade, foram utilizadas neste trabalho. No laboratório, essas amostras foram fragmentadas e peneiradas para obtenção de agregados de 2 a 3 mm de diâmetro, os quais foram colocados em equilíbrio com umidade de quatro potenciais matriciais para, após essa etapa, sofrerem uma compressão uniaxial com pressões de 32 a 1.000 kPa. Os resultados mostraram que a maior compressibilidade dos agregados, tanto para o horizonte A como para o B, ocorreu para o potencial matricial -32 kPa (umidade de 0,38 kg kg-1), enquanto a menor ocorreu para os potenciais -1 kPa e -1.000 kPa (umidade de 0,32 e 0,30 kg kg-1, respectivamente), indicando que esse solo não deve ser trabalhado com umidades próximas a 0,38 kg kg-1. A maior redução de volume dos agregados, tanto para o horizonte A como para o horizonte B, foi obtida para pressões mecânicas inferiores a 400 kPa, indicando que esses solos são bastante sensíveis à compactação, principalmente os agregados do horizonte A, possivelmente por terem melhores condições estruturais decorrentes do maior teor de matéria orgânica.

Disponibilidade de nitrogênio e fluxos de N2O a partir de solo sob pastagem após aplicação de herbicida

O óxido nitroso (N2O) é um importante gás do efeito estufa, com um alto potencial de provocar o aquecimento global e de vida longa na atmosfera. Grande parte dos fluxos naturais de N2O ocorre a partir dos oceanos, enquanto o restante é resultado principalmente da contribuição de processos microbiológicos (nitrificação e desnitrificação) ocorridos em solos de regiões tropicais. A disponibilidade de N para processos metabólicos dos microrganismos pode ser um importante fator no controle das emissões de N2O nesses solos. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de melhorar a compreensão acerca dos controles sobre os fluxos de N2O a partir de solos com pastagem na Amazônia. Foram investigados os efeitos da disponibilidade de N, C e umidade na emissão de N2O a partir do solo de uma pastagem submetida ou não a práticas para recuperação de sua produtividade. O estudo foi realizado em condições de laboratório, incubando o solo coletado nas seguintes situações: (a) Controle - solo com pastagem estabelecida em 1983 e com manejo tradicional, constituída de uma mistura de Brachiaria brinzantha e Panicum maximum, além da presença de uma variedade de plantas invasoras, e (b) Herbicida - dessecação total das plantas da pastagem estabelecida em 1983, para o plantio direto de arroz e posterior ressemeadura de braquiária. É oportuno ressaltar que as amostras de solo (camada de 0-5 cm) das áreas foram coletadas no terceiro dia após a aplicação do agroquímico. Para o estabelecimento das comparações e compreensão dos controles nos fluxos de N2O do solo, foram adicionados ao solo para incubação: nitrato, dextrose e água; além do uso de acetileno para bloquear a oxidação do N2O a N2, estimando, assim, a proporção de N2 que foi emitido do solo. Os maiores fluxos foram observados quando o nitrato foi acrescentado ao solo sob condições de alta umidade. A adição de dextrose (fonte de C) elevou os fluxos de forma mais intensa no solo que recebeu aplicação de herbicida, cuja disponibilidade de N também era maior. Com a aplicação de acetileno foi possível observar que grande parte do N perdido sob formas gasosas ocorre como N2. Desse modo, o processo de desnitrificação mostrou-se dominante nos fluxos de N2O a partir do solo da pastagem estudada, enquanto o N foi o fator principal no controle desses fluxos.

Lixiviação de potássio em função da textura e da disponibilidade do nutriente no solo

O manejo correto da adubação potássica pode minimizar perdas assim como evitar o esgotamento de K do solo. Objetivou-se estudar a dinâmica do K no perfil do solo em função do teor de argila e do teor do nutriente resultantes da adubação da soja. Foram coletados solos de texturas média e argilosa, que vinham sendo adubados com 0, 60, 120, e 180 kg ha-1 de K2O na soja por 6 anos. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em tubos de PVC estratificados nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, e 20-40 cm. Na superfície das colunas, aplicaram-se mais 80 kg ha-1 de K2O. Durante 16 semanas, foi aplicada, semanalmente, água em quantidade equivalente a 100 mm de chuva. Em cada aplicação, o volume de solução percolada foi determinado, assim como as quantidades de K contidas nessa solução. Após a desmontagem das colunas de solo, foram determinados os teores de K trocável e não-trocável nas diferentes profundidades. A percolação de K foi maior no solo de textura argilosa, que tinha mais K disponível devido ao maior efeito residual da adubação potássica anterior. A intensidade de lixiviação foi proporcional ao teor de K disponível, mas inicialmente a lixiviação foi mais intensa no solo mais arenoso, decrescendo com o tempo. No argiloso, as perdas foram mais constantes. Houve proporcionalidade entre teor inicial e lixiviação no perfil do solo, nas duas formas de K e nos dois tipos de solo. Conclui-se que o efeito residual da adubação potássica aumentou as quantidades de K percolado. A movimentação de K no perfil do solo teve boa relação com o teor inicial de K no solo, resultante da adubação potássica anterior nos dois tipos de solo. A passagem de K considerado não-trocável para trocável foi rápida e influenciou na lixiviação.