Metodologia para delimitar perímetros de protecção de água subterrânea – aplicação ao aquífero do Mio-Pliocénico do Tejo

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão da Água

Delineating environmental groundwater vulnerability and protection zones mapping in fractured rock masses

Hard‐rock watersheds commonly exhibit complex geological bedrock and morphological features. Hydromineral resources have relevant economic value for the thermal spas industry. The present study aims to develop a groundwater vulnerability approach in Caldas da Cavaca hydromineral system (Aguiar da Beira, Central Portugal) which has a thermal tradition that dates back to the late 19th century, and contribute to a better understanding of the hydrogeological conceptual site model. In this work different layers were overlaid, generating several thematic maps to arrive at an integrated framework of several key‐sectors in Caldas da Cavaca site. Thus, to accomplish a comprehensive analysis and conceptualization of the site, a multi‐technical approach was used, such as, field and laboratory techniques, where several data was collected, like geotectonics, hydrology and hydrogeology, hydrogeomorphology, hydrogeophysical and hydrogeomechanical zoning aiming the application of the so‐called DISCO method. All these techniques were successfully performed and a groundwater vulnerability to contamination assessment, based on GOD‐S, DRASTIC‐Fm, SINTACS, SI and DISCO indexes methodology, was delineated. Geographical Information Systems (GIS) technology was on the basis to organise and integrate the geodatabases and to produce all the thematic maps. This multi‐technical approach highlights the importance of groundwater vulnerability to contamination mapping as a tool to support hydrogeological conceptualisation, contributing to better decision‐making of water resources management and sustainability.

Saccharomyces cerevisiae como biossensor de arsénio na água: caso de estudo da Ribeira do Bodelhão e do Rio Zêzere

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Proposta de requalificação fluvial de um troço da Ribeira das Vinhas, Cascais

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Ecológica

Potencialidade de Biomphalaria tenagophila do lago Pampulha, Belo Horizonte, MG, como hospederia do Schistosoma mansoni

Caramujos Biomphalaria tenagophila descendentes de exemplares coletados no lago da Pampulha, Belo Horizonte, Minas Gerais, foram expostos a miracídios de quatro cepas de Schistosoma mansoni: LE e HK de origem local, Belo Horizonte, AL do Estado de Alagoas e SJ, de São José dos Campos, SP. As cepas LE, AL e SJ são mantidas em laboratório e HK foi obtida de fezes de paciente que reside próximo à Pampulha. As taxas de infecção experimental foram de 4% (LE), 6% (HK), 30% (SJ) e 40% (AL). Esses indícios de infecção foram semelhantes aos obtidos por vários autores para populações de B. tenagophila de Minas Gerais. Caramujos infectados experimentalmente eliminaram número de cercárias comparável ao de B. glabrata do controle e de B. tenagophila capturada no lago, com infecção natural (cerca de 2.000 cercárias/molusco). Devido à alta densidade planorbídica atual em alguns pontos do lago, número de cercárias eliminadas por exemplares naturalmente infectados, afluxo de pessoas para pesca e lazer, contaminação das águas por dejetos humanos, os autores alertam para o risco de crescimento do foco de esquistossomose no local.

Conservação e o Uso Sustentável dos Aquíferos Costeiros da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca – Cabo Verde - Definição e Estratégias de Intervenção

A República de Cabo Verde é uma nação insular, situada à 500km da costa Ocidental da África. Composta por 10 ilhas de origem vulcânicas, pertencentes a zona climática Saheliana árida, onde a precipitação anual é muito limitada e a estação das chuvas vai de Agosto a Outubro. Os aquíferos costeiros constituem um recurso importante de água doce cuja qualidade tem vindo a deteriorar devido ao incremento das necessidades de água, consequência directa do aumento demográfico, industrial e agrícola que se verifica nas zonas litorais. A exploração intensiva e prolongada em captações muito próximas do mar, onde não existe uma fonte de compensação destas extracções por recarga natural ou artificial do aquífero, pode provocar o avanço da interface água doce – água salgada no sentido dos furos e a sua posterior contaminação. O aumento de volume de água doce nos aquíferos consegue-se adoptando regras que controlem a extracção, planeando correctamente os locais de descarga dos sistemas de drenagens e tratamento de águas pluviais e residuais, promovendo políticas para a utilização racional da água, incrementando a recarga com água de superfície e implementando medidas que façam diminuir o volume de água salgada/salobra no aquífero. A área do estudo é a parte jusante da bacia hidrográfica de Ribeira Seca, situada na parte nordeste da ilha de Santiago (maior ilha da nação). De acordo com o Censo 2000, a população da bacia é estimada em 14.343 habitantes e está dividida em três sub-bacias Ribeira de Montanha, Ribeira de Mendes Faleiro Cabral e Ribeira Seca, perfazendo uma superfície total de 71,5Km2. Este trabalho pretende identificar o problema da sobre exploração de aquíferos costeiros, da contaminação das águas subterrâneas e propor estratégias de forma integrada visando a prevenção e controlo da poluição salina, problema que afecta principalmente a parte jusante da bacia devido principalmente a exploração dos aquíferos em quantidades superiores a recarga.

Transporte do paclobutrazol em colunas de solos

O paclobutrazol (PBZ) é um regulador de crescimento utilizado em sistemas agrícolas com o propósito de controlar o crescimento vegetativo, estimulando a capacidade reprodutiva das plantas. Esse regulador de crescimento permanece ativo no solo por muito tempo, e sua meia-vida varia com o tipo de solo e as condições climáticas, podendo afetar severamente o desenvolvimento dos cultivos subseqüentes e, por lixiviação, contaminar os aqüíferos. Este trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos envolvidos no transporte e na sorção do PBZ em colunas, utilizando amostras de um Argissolo Amarelo eutrófico e de um Vertissolo Háplico órtico, ambos da região do Vale do Rio São Francisco. Os ensaios de deslocamento miscível do traçador (solução de KBr) e do paclobutrazol foram realizados considerando duas vazões (0,4 e 1,6 cm³ min-1) para ambos os solos. As variáveis hidrodispersivas foram obtidas pelo ajuste do modelo convecção dispersão (CDE) às curvas de eluição experimentais do KBr, e as variáveis do modelo CDE-2 sítios de sorção, às curvas de eluição experimentais do PBZ por intermédio do programa CXTFIT 2.0. O paclobutrazol foi mais facilmente transportado no Vertissolo Háplico que no Argissolo Amarelo. A taxa de recuperação foi menor para a menor vazão para ambos os solos. A quantidade de PBZ não recuperada pode ser atribuída, sobretudo, à histerese no processo de sorção irreversível. O modelo CDE a dois sítios de sorção representa adequadamente os dados experimentais das curvas de eluição do paclobutrazol. Os resultados obtidos evidenciam que o paclobutrazol, utilizado em pomares com manga irrigada cujos solos são o Argissolo Amarelo e o Vertissolo Háplico, oferece risco real de contaminação das águas subterrâneas da região.

Distribuição do amônio, nitrato, potássio e fósforo em colunas de latossolos fertirrigadas

Na fertirrigação, é conveniente aplicar os nutrientes de forma a conseguir sua localização na profundidade mais adequada para absorção por parte das culturas: em maior profundidadepara a cultura perene e, mais superficialmente, nas culturas de ciclo curto. Com os objetivos de estabelecer em que fração da lâmina de irrigação devem ser aplicada as doses de N (NH4+ e NO3-); K+ e H2PO4-, de investigar qual o melhor fracionamento de suas doses, de modo a localizá-los na profundidade adequada, e de determinar a distribuição na coluna de NH4+, NO3-, K+ e H2PO4- aplicados por fertirrigação, foi realizado um experimento em laboratório, utilizando colunas de percolação. Os tratamentos corresponderam a um fatorial 4 (1 + 7), sendo quatro Latossolos de Minas Gerais [dois Latossolos Vermelho-Amarelos distróficos (LVAd1 e LVAd2), um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf) e um Latossolo Vermelho distrófico (LVd)], uma testemunha (aplicação de água deionizada) e sete formas de aplicação de 1 mmol dm-3 de NH4+, 1 mmol dm-3 de NO3-, 2 mmol dm-3 de K+ e 0,667 mmol dm-3 de H2PO4-. A lâmina de água foi dividida em cinco frações iguais (F1 a F5) e a dose dos nutrientes aplicada integralmente (D), ou fracionada em duas (D1/2) ou em três vezes (D1/3). Assim, a aplicação dos nutrientes foi feita segundo o esquema: F2D, F3D, F4D, F2D1/2F3D1/2 , F3D1/2F4D 1/2, F2D1/2F4D1/2 ou F2D1/3F3D1/3 F4D1/3. Subamostras foram utilizadas na análise de NH4+; NO3-; K+ e H2PO4-, determinando-se a distribuição desses nutrientes na coluna de solo. A mobilidade apresentou a seguinte ordem nos solos LVAd1, LVAd2 e LVd: NO3- > NH4+ > K+ > H2PO4-. Já para o solo LVdf, a ordem foi NH4+ > NO3- > K+ > H2PO4-. A ordem de risco de contaminação de águas subterrâneas por NO3- foi a seguinte: LVAd1 > LVAd2 > LVdf > LVd. A quantidade de água acrescentada a cada coluna, inferior a meio volume de poros, não foi suficiente para deslocar o H2PO4- além do primeiro anel. Para os outros íons em estudo, a localização em maior profundidade, quando aplicados como pulso único, foi verificada com a maior concentração no pulso (D > D1/2 > D 1/3) e com a maior lâmina de água posterior à sua aplicação (F2D > F3D > F 4D e F2D1/2F3D1/2 > F3D1/2F4D1/2 ). Os resultados evidenciam que a mobilidade diferencial de N (NH4+ e NO3-) e K+ exigiria escolha cuidadosa das doses desses nutrientes na solução, a fim de evitar perdas de N (NH4+ e NO3-) por lixiviação, ou localização excessivamente superficial do K+. A baixa mobilidade do H2PO4- mostra que a fertirrigação não seria uma técnica apropriada para sua incorporação no perfil do solo, visando à fertilização das culturas.

Metais pesados em solos de área de mineração e metalurgia de chumbo: II - formas e disponibilidade para plantas

As formas e a disponibilidade dos metais pesados em solos contaminados definem o potencial de absorção pelas plantas e de contaminação das águas por lixiviação. Neste trabalho, foram usados diferentes métodos de extrações químicas com o objetivo de identificar as formas de Pb, Cd, Cr, Cu, Ni e Zn e avaliar a disponibilidade desses poluentes para girassol (Helianthus annuus L.), aveia-preta (Avena strigosa Schreber) (exóticas) e grama-batatais (Paspalum notatum Flügge) (nativa) como espécies indicadoras em solos de área de mineração e metalurgia de Pb, no município de Adrianópolis (PR). Foram coletadas amostras (0 a 40 cm) em quatro ambientes da área: solo 1 - referência (mata nativa); solo 2 - pequena ocorrência de rejeitos no perfil; solo 3 - próximo da chaminé da fábrica (aporte de material particulado); solo 4 - intenso descarte de resíduos finos. Os métodos de extração empregados foram: DTPA-TEA pH 7,3; Ca(NO3)2 0,5 mol L-1; HNO3 0,5, 1,0 e 4,0 mol L-1 e água régia (HNO3/HCl concentrados - 3:1). O experimento foi realizado em casa de vegetação, com três repetições. Houve intenso incremento nos teores pseudototais, trocáveis e não trocáveis de metais pesados com a mineração; os teores máximos de Pb e Zn extraídos pela água régia foram de 9.678,2 e 894,8 mg kg-1, respectivamente. Os extratores HNO3 0,5, 1,0 e 4,0 mol L-1 e água régia correlacionaram entre si quanto à extração de metais pesados nos solos. O extrator com princípio de quelação (DTPA-TEA pH 7,3) não foi eficiente na predição da disponibilidade desses metais para as plantas. As extrações nítricas devem ser preferidas para se estabelecer a fitodisponibilidade de Pb e Zn nos solos da área.

Frações de fósforo no solo após sucessivas aplicações de dejetos de suínos em plantio direto

O objetivo deste trabalho foi quantificar as frações de acumulação de fósforo em solo submetido a sucessivas aplicações de dejetos líquidos de suínos (DLS) em sistema de plantio direto. Em Santa Maria, RS, doses de 0, 20, 40 e 80 m³ ha-1 de DLS foram distribuídas a lanço por sete anos agrícolas, antes do plantio de cada cultivo de inverno ou verão, em Argissolo Vermelho arenoso, totalizando 0, 584, 1.168 e 2.336 kg ha-1 de P aplicado via dejetos. O solo foi coletado nas camadas 0-2, 4-6, 8-10, 14-16 e 20-25 cm, e submetido ao fracionamento químico de P. A adição do DLS ao solo durante sete anos aumentou o teor de P até 25 cm de profundidade, principalmente nas frações inorgânicas extraídas por resina trocadora de ânions, NaHCO3 0,5 mol L-1 e NaOH 0,1 mol L-1. As aplicações não aumentaram os teores de P orgânico extraído por NaHCO3 0,5 mol L-1, mas sim as frações orgânicas extraídas por NaOH 0,5 e 0,1 mol L-1. O DLS adicionado ao solo por longo período pouco afeta a partição de P em frações inorgânicas e orgânicas. As sucessivas aplicações de DLS aumentam o acúmulo de P em frações predominantemente lábeis no solo, o que representa um risco potencial para contaminação de águas superficiais e subsuperficiais.

Aplicação da zeólita natural escolecita na remoção de metais pesados de efluentes industriais: competição entre os cátions e processo de dessorção

Efluentes aquosos industriais são a principal causa de contaminação das águas com metais pesados. Diante de uma legislação cada vez mais rígida para o descarte desses metais, o desenvolvimento de procedimentos eficientes e de baixo custo para o tratamento de efluentes contendo metais pesados torna-se de grande interesse. Um estudo sobre a capacidade de retenção de metais pesados pela zeólita natural escolecita foi realizado, de modo a se avaliar a viabilidade desta aplicação. Os cátions utilizados foram Mn(II), Cd(II), Ni(II) e Cr(III). Nesta etapa do trabalho, foi avaliado o comportamento da zeólita na adsorção seletiva de cátions presentes nos pares Cd/Mn, Cr/Ni, Cr/Cd e Ni/Mn, bem como a possibilidade de dessorção dos cátions metálicos adsorvidos em sua estrutura. A escolecita apresentou uma seletividade que pode ser relacionada, na maioria dos casos, à valência e ao raio iônico das espécies hidratadas. Os cátions Cr(III) e Ni(II) foram fortemente adsorvidos, não podendo ser substancialmente removidos por troca com cátions sódio ou cálcio. Dos cátions testados, apenas o Cd(II) apresentou comportamento de adsorção e de dessorção atípicos, demonstrando uma elevada labilidade no processo de troca iônica.

Persistência do herbicida clomazone no solo e na água quando aplicado na cultura do arroz irrigado, sistema pré-germinado

A persistência do herbicida clomazone aplicado diretamente na lâmina d'água de arroz irrigado foi avaliada em três experimentos conduzidos em um solo do tipo argilo-siltoso, na Estação Experimental da EPAGRI em Itajaí-SC, a partir de duas formulações do herbicida clomazone, 500 CE (concentrado emulsionável) e 360 CS (concentrado solúvel), na mesma dose do ingrediente ativo. Os experimentos com arroz irrigado em sistema pré-germinado foram conduzidos, durante três anos consecutivos, nas safras de 1996/97 a 98/99; o herbicida foi quantificado em solo e água, antes e após a aplicação, sendo após a aplicação retiradas diversas amostras de solo e água para análise até a colheita da cultura do arroz. As amostras foram analisadas através de cromatografia gasosa. No ano de 1996/97 foi avaliado o herbicida clomazone na formulação 500 CE, o qual foi detectado no solo até oito dias após a aplicação (DAA) e, na água, até 32 DAA. Na safra 1996/97 os teores de herbicida na água aos 16 dias foram em torno de 3% da quantidade aplicada. O clomazone, na formulação CS, foi detectado na água e no solo até 24 DAA, sendo o período residual desta formulação superior ao da formulação CE. Esses resultados sugerem que até três a quatro semanas após a aplicação do herbicida, nas formulações CE e CS, a água deve ser mantida dentro dos quadros, a fim de minimizar os riscos de arrastamento do produto para fora da lavoura e a conseqüente contaminação das águas superficiais.

Efeito da irrigação inicial na profundidade de lixiviação do herbicida s-metolachlor em diferentes tipos de solos

Muitas vezes a profundidade de lixiviação dos herbicidas aplicados ao solo afeta a seletividade destes às culturas. O objetivo deste trabalho foi estudar a lixiviação do herbicida s-metolachlor em cinco tipos de solos (Podzólico Vermelho-Amarelo, Latossolo Roxo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Areia Quartzosa-turfosa e Areia Quartzosa), bem como avaliar o efeito do manejo das primeiras irrigações antes e após a aplicação do herbicida sobre esse processo, por meio de bioensaios, relacionando os resultados encontrados com possíveis efeitos fitotóxicos ocorridos em algumas culturas comerciais. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação, utilizando-se colunas de lixiviação, sendo compostos de oito tratamentos, formados da combinação de dois tipos de irrigação inicial (lâmina de irrigação de 25 mm antes ou depois da aplicação do s-metolachlor) com quatro faixas de profundidade de coleta dos solos (0-5, 5-10, 10-15 e 15-20 cm), com cinco tipos de solos. O herbicida s-metolachlor foi pulverizado na dose de 1,92 kg ha-1 em todos os tratamentos, e a planta indicadora utilizada foi o sorgo-granífero (Sorghum bicolor), híbrido BR 304. Observou-se tendência de maior lixiviação e maior disponibilidade do s-metolachlor em todos os solos avaliados quando a irrigação foi realizada após a aplicação do herbicida. Na Areia Quartzosa ocorreu a maior lixiviação e disponibilidade do herbicida. Em todos os solos, o s-metolachlor concentrou-se na camada mais superficial do solo de 0-5 cm. Conclui-se que solos com baixos teor de matéria orgânica e CTC efetiva aumentam a predisposição da ocorrência de efeitos fitotóxicos do s-metolachlor às culturas e a probabilidade de contaminação de águas subterrâneas.

Persistência e lixiviação de ametryn e trifloxysulfuron-sodium em solo cultivado com cana-de-açúcar

Este trabalho teve o objetivo de avaliar o comportamento da mistura comercial ametryn + trifloxysulfuron-sodium em área cultivada com cana-de-açúcar, em relação ao seu potencial de lixiviação e persistência no ambiente. A área sobre Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico foi dividida em duas subáreas, nas quais foram cultivadas as variedades de cana SP 791011 e SP 801816. Os tratamentos foram compostos pelas aplicações em pré e pós-emergência da mistura comercial dos herbicidas nos anos de 2003 e 2003/2004, sendo realizadas quatro amostragens de solo em duas profundidades (0 a 0,10 m e 0,10 a 0,20 m). Na avaliação dos resíduos, utilizaram-se os métodos de bioensaio e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Ambos os métodos foram satisfatórios nas avaliações dos resíduos da mistura comercial, embora a utilização do bioensaio não tenha permitido a avaliação dos compostos separadamente. Pelos dados da análise simultânea de ametryn e trifloxysulfuron-sodium por CLAE, verificou-se que a maioria dos resíduos de ametryn permaneceu na camada de 0 a 0,10 m de profundidade do solo, com persistência superior a 180 dias após a aplicação (DAA), em solo pulverizado, em 2003/2004. Resíduos de ametryn também foram constatados, na profundidade de 0,10 a 0,20 m do solo, para as aplicações realizadas em 2003/2004, enfatizando-se os riscos de lixiviação e contaminação de águas com esse herbicida. Nas aplicações realizadas somente em 2003 não se constatou efeito residual significativo aos 490 DAA. Diferenças residuais nas subáreas cultivadas com as variedades SP 791011 e SP 801816 foram atribuídas aos diferentes teores de argila e matéria orgânica do solo. Não foram detectados resíduos de trifloxysulfuron-sodium em nenhuma época de coleta do solo, sendo isso justificado pelo fato de o limite de quantificação por CLAE (0,06 mg L-1) estar acima da dose utilizada desse herbicida (37 g ha-1).

Comportamento do tebuthiuron em solo de cultivo de cana-de-açúcar utilizando lisímetro de drenagem modificado

O tebuthiuron é um dos herbicidas mais usados no plantio de cana-de-açúcar, no Estado de São Paulo. Estudos têm sido realizados para determinar o índice de lixiviação do tebuthiuron e monitorar sua presença nos mananciais de águas superficiais e subterrâneas, ainda sem uma conclusão definitiva. Com o objetivo de avaliar, em condições de campo, a movimentação vertical do herbicida tebuthiuron em Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, testou-se, em ambiente controlado, a hipótese de que o tebuthiuron apresenta baixa mobilidade vertical e pequeno potencial de contaminação de águas subterrâneas. O trabalho foi conduzido no Campo Experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp, utilizando-se lisímetro de drenagem modificado de 2 m de diâmetro e 3 m de profundidade, com dez pontos verticais, por meio dos quais foram coletadas amostras de água da chuva. As amostras foram submetidas à Análise Cromatográfica Líquida de Alta Eficiência. Os dados obtidos indicaram presença decrescente do herbicida nas amostras coletadas no período de março a agosto de 2006: amostra 1 - 0,020 g i.a. (5,3%); 2 - 0,016 g i.a. (4,3%); 3 - 0,015 g i.a. (4,0%); 4 - 0,014 g i.a. (3,7%); 5 - 0,014 g i.a. (3,7%); 6 - 0,007 g i.a. (1,9%); 7 - 0,002 g i.a. (0,5%); e 8 - 0,001 g i.a. (0,3%) do total aplicado na área do lisímetro (0,3768 g i.a.), confirmando a hipótese de baixa mobilidade vertical do tebuthiuron em Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, indicando, para esse solo, pequeno potencial de contaminação das águas subterrâneas.