Assessing soil erosion due to land use change at the Alqueva reservoir surrounding area

Tese de doutoramento, Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Otimização do Funcionamento da ETAR das Termas de S. Vicente, Penafiel

A água é um recurso natural único, escasso e essencial a todos os seres vivos, o que a torna um bem de extrema importância. Nos dias de hoje, o desperdício deste bem, aliado ao aumento da sua procura, tornou-se um problema devido à decrescente disponibilidade de água doce no nosso planeta. Todas as águas que rejeitamos depois da sua utilização para diversos fins, designadas de águas residuais, necessitam de tratamento antes de serem devolvidas ao meio ambiente. O seu tratamento é realizado numa Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e o processo de tratamento depende das suas características. A ETAR das Termas de S. Vicente, em Penafiel, trabalha no seu limite de capacidade, apresenta uma sobrecarga hidráulica gerada por uma afluência de águas pluviais e o processamento das lamas geradas não permite uma secagem tão completa como seria desejável. Assim, este trabalho teve como objetivo o estudo do funcionamento desta ETAR com a finalidade de propor soluções que o possam otimizar. As soluções propostas para otimizar o funcionamento da ETAR em estudo são: i) a substituição de grades de limpeza manual por grades de limpeza automática de forma a reduzir a necessidade da intervenção do operador ao nível da remoção e condicionamento dos gradados; ii) a construção de um desarenador arejado que além de remover areias de diâmetro superior a 0,2 mm promove também a remoção de gorduras, protegendo desta forma os equipamentos a jusante da abrasão/desgaste prematuros e reduzindo a formação de depósitos nas tubagens; iii) a construção de um tanque de equalização de forma a garantir uma distribuição mais uniforme dos caudais e da carga poluente; iv) a substituição do enchimento do leito percolador por um meio de suporte plástico que permite atingir melhores eficiências de remoção neste tratamento biológico; v) a alteração do agente de desinfeção para radiação ultravioleta, evitando a adição de produtos químicos na água residual e possível formação de subprodutos prejudiciais ao ambiente, como ocorreria no caso da cloragem; e vi) a substituição da desidratação de lamas em leitos de secagem por filtros de banda, que é um processo mais rápido, que ocupa menos espaço e permite atingir elevadas eficiências de remoção de humidade. Para cada uma das sugestões são apresentadas as correspondentes especificações técnicas e dimensionamento. As sugestões de melhoria apresentadas neste trabalho constituem uma alternativa mais económica do que a ampliação da ETAR, que genericamente corresponde à duplicação da linha de tratamento atual. Devido à menor complexidade em termos de construção, estas sugestões podem vir a ser implementadas num futuro próximo, prolongando assim um pouco mais a vida útil da ETAR atual.

População, prospectiva e gestão dos recursos hídricos: uma metodologia de informação geográfica para o apoio à decisão

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Geografia e Planeamento Regional, área da Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Biorremediação de antraceno, fenantreno e pireno em um argissolo

O antraceno, o fenantreno e o pireno são hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) que podem ser carcinogênicos e que não são degradados pela maioria dos microrganismos do solo. A biorremediação é uma estratégia para eliminação dos HAPs, que pode demandar a inoculação de microrganismos degradadores e a modificação das condições químicas e físicas do solo. O objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar microrganismos degradadores e mineralizadores de antraceno, fenantreno e pireno em meio mineral e no solo, assim como avaliar a influência do pH e da disponibilidade de água, N, P, Fe e S na biorremediação de um solo contaminado com antraceno. Seis amostras de solo de landfarming foram inoculadas individualmente a um solo contaminado em laboratório com antraceno. Após 176 dias, o solo com maior produção de C-CO2 foi utilizado para o enriquecimento em meio mineral mais antraceno. Os microrganismos foram isolados e identificados pelo seqüenciamento do gene do RNAr. A capacidade dos microrganismos em degradar os 3 HAPs no meio mineral e no solo foi avaliada por cromatografia gasosa. A mineralização de diferentes concentrações de antraceno, fenantreno e pireno no solo foi avaliada por respirometria, assim como o efeito de diferentes doses de N, P, S e Fe, de diferentes pH e umidades do solo na mineralização do antraceno. Isolou-se do solo de landfarming um consórcio microbiano composto por 6 bactérias, identificadas como Mycobacterium fortuitum, Bacillus cereus, Microbacterium sp., Gordonia polyisoprenivorans, Microbacteriaceae bacterium e Naphthaleneutilizing bacterium, e um fungo, Fusarium oxysporum. O consórcio microbiano degradou respectivamente 48, 67 e 22% do antraceno, fenantreno e pireno do meio mineral. No solo o consórcio degradou, em média, mais de 92% e mineralizou mais de 78% das diferentes concentrações destes 3 HAPs em 70 dias. As maiores mineralizações do antraceno ocorreram nos solos com as maiores umidades gravimétricas (12,5%) e pH (7,5). A adição de 100 kg ha-1 ou mais de nitrogênio no solo e a conseqüente redução da relação C:N para valores inferiores a 67:1 diminuíram a mineralização do antraceno no solo. O aumento da disponibilidade do fósforo, do ferro e do enxofre e a presença de amplas relações C:P (1076:1 a 50:1) e C:N:P (1076:16:1 a 50:1,3:1) no solo não influenciaram a mineralização do antraceno. Conclui-se que a seleção e a inoculação ao solo de microrganismos degradadores de HAPs, associado a modificação das condições ambientais, pode conduzir a um eficiente processo de biorremediação, onde a grande maioria dos HAPs é mineralizada em curto período de tempo.

Verificação do impacto socioeconômico do Projeto de Integração de Águas do Rio São Francisco com o Nordeste Setentrional nos municípios beneficiados utilizando a análise de covariância

o Projeto de Integração de Águas do Rio São Francisco com o Nordeste Setentlional PISF é a atual versão da centenária intenção de tTanspor as águas do Rio São Francisco para a região que mais sofre com as secas no Semi-Árido Nordestino, com o objetivo de possibilitar uma melhor convivência do sertanejo com seu meio. As controvérsias em torno do projeto são tantas quanto os seus anos de existência. Em vista disso, este trabalho buscou analisar o que o atual projeto tem de diferente dos anteriores e se ele de fato irá trazer melhoras na vida dos sertanejos dos municípios beneficiados. Para tanto, roi necessário mostrar que o projeto é parte essencial de uma política que busca uma nova rom1a de desenvolvimento para o Semi-Árido. Além disso, para mostrar que o projeto vai, de fato, afetar positivamente o quadro socioeconômico da região, aplicou-se uma análise de covariância mostrando que os municípios do Nordeste que têm uma maior disponibilidade de água têm necessariamente um maior grau de desenvolvimento e que os municípios beneficiados são justamente aqueles que têm a maior capacidade de transformar o ganho de potencial hídrico, OIiundo da transposição, em desenvolvimento.

Aspectos germinativos de capim-camalote (Rottboellia cochinchinensis)

O capim-camalote (Rottboellia cochinchinensis), originário da Índia, é encontrado em várias regiões do mundo, sendo uma espécie temida pelos agricultores devido ao seu difícil controle e avanço crescente. Objetivou-se com este trabalho estudar os fatores que afetam a germinação das sementes dessa espécie. Foram avaliados os métodos de superação de dormência: 1 - escarificação mecânica, 2 - escarificação química, 3 - tratamento pré-semeadura, 4 - tratamento químico, 5 - tratamento hormonal e 6 - sementes não tratadas. Foram estudados os efeitos da temperatura (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 e 40 ºC), do fotoperíodo (6, 8, 10, 12, 14 e 16 horas de luz), da qualidade da luz incidente (branca, vermelha, vermelha distante, amarela, verde, azul e ausência de luz), da disponibilidade de água (0,0, -0,2, -0,3, -0,4, -0,5, -0,6, -1,2 e -2,4 MPa) e da viabilidade de suas sementes quando armazenadas sob condições de câmara fria e seca e sob condições naturais. Todos os ensaios foram conduzidos por 30 dias em câmara de germinação, com os tratamentos arranjados em delineamento experimental inteiramente casualizado, em quatro repetições. Verificou-se que as sementes apresentaram elevado índice de germinação, praticamente não apresentaram dormência e não se mostraram fotoblásticas. A disponibilidade de água foi indispensável para a germinação, com temperatura ideal de 25 °C. As sementes recém-coletadas são inviáveis para o estudo da germinação, apresentando redução na germinação quando armazenadas sob condição de câmara fria e seca.

Electrical conductivity and soybean seedling emergence

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Availability of soil water under tillage systems, mulch management and citrus rootstocks

The increased availability of soil water is important for the management of non-irrigated orange orchards. The objective of this study was to evaluate the availability of soil water in a Haplorthox (Rhodic Ferralsol) under different tillage systems used for orchard plantation, mulch management and rootstocks in a "Pera" orange orchard in northwest Parana, Brazil. An experiment in a split-split-plot design was established in 2002, in an area cultivated with Brachiaria brizantha grass in which three tillage systems (no tillage, conventional tillage and strip-tillage) were used for orchard plantation. This grass was mowed twice a year between the rows, representing two mulch managements in the split plots (no mulching and mulching in the plant rows). The split-split-plots were represented by two rootstocks ("Rangpur" lime and "Cleopatra" mandarin). The soil water content in the plant rows was evaluated in the 0-20 cm layer in 2007 and at 0-20 and 20-40 cm in 2008-2009. The effect of soil tillage systems prior to implantation of orange orchards on soil water availability was less pronounced than mulching and the rootstocks. The soil water availability was lower when "Pera" orange trees were grafted on "Cleopatra" mandarin than on "Rangpur" lime rootstocks. Mulching had a positive influence on soil water availability in the sandy surface layer (020 cm) and sandy clay loam subsurface (20-40 cm) of the soil in the spring. The production of B. brizantha between the rows and residue disposal in the plant rows as mulch increased water availability to the "Pera" orange trees.

Temperatura do solo em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno

Com o objetivo de avaliar o efeito do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno (consórcio aveia-preta + nabo forrageiro) sobre a temperatura do solo, realizou-se um experimento em um Nitossolo em Botucatu-SP no outono/inverno de 2000. Utilizou-se um delineamento em blocos casualizados em esquema fatorial 3 x 3 (três preparos e três manejos). O preparo do solo constou de: preparo convencional, preparo conservacionista com escarificação e plantio direto, e o manejo da cobertura: consórcio dessecado, rolado e triturado. Foram avaliados a temperatura do solo (termopares) a 5 cm de profundidade, de hora em hora, aos 7, 14, 30, 45 e 60 dias após a emergência das plantas do consórcio; o teor de água do solo na profundidade de 10 cm, nas mesmas épocas; e a cobertura do solo (massa seca e índice de cobertura), imediatamente após aplicação dos tratamentos. O sistema plantio direto apresentou temperaturas do solo menores que as do preparo convencional, até o 14º dia após emergência (DAE) das plantas. A partir do 30° DAE das plantas, a temperatura não foi mais influenciada pelos tratamentos, devido à cobertura do consórcio e ocorrência de boa disponibilidade de água no solo. Os manejos da cobertura com rolo-faca, triturador e herbicida não influenciaram a temperatura do solo. A temperatura do solo não interferiu no crescimento e desenvolvimento das culturas de cobertura.

Controle fuzzy espacialmente diferenciado para um sistema de irrigação

Traditional irrigation projects do not locally determine the water availability in the soil. Then, irregular irrigation cycles may occur: some with insufficient amount that leads to water deficit, other with excessive watering that causes lack of oxygen in plants. Due to the nonlinear nature of this problem and the multivariable context of irrigation processes, fuzzy logic is suggested to replace commercial ON-OFF irrigation system with predefined timing. Other limitation of commercial solutions is that irrigation processes either consider the different watering needs throughout plant growth cycles or the climate changes. In order to fulfill location based agricultural needs, it is indicated to monitor environmental data using wireless sensors connected to an intelligent control system. This is more evident in applications as precision agriculture. This work presents the theoretical and experimental development of a fuzzy system to implement a spatially differentiated control of an irrigation system, based on soil moisture measurement with wireless sensor nodes. The control system architecture is modular: a fuzzy supervisor determines the soil moisture set point of each sensor node area (according to the soil-plant set) and another fuzzy system, embedded in the sensor node, does the local control and actuates in the irrigation system. The fuzzy control system was simulated with SIMULINK® programming tool and was experimentally built embedded in mobile device SunSPOTTM operating in ZigBee. Controller models were designed and evaluated in different combinations of input variables and inference rules base

Least limiting water range in soil under crop rotations and chiseling

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

Sistema de destilação solar com pré-aquecimento em concentrador cilindro parabólico

Due to the increasing need to promote the use of resources that support the environment and the clean industry, the science has developed in the area of natural resource use as well as enhanced use of the renewable energy sources. Considering also the great need for clean water and wide availability of salt or brackish water, added to the great solar energy potential in northeastern of the Brazil, it was developed a solar distiller whose main difference is its system of pre-solar heating also. From experimental adjustments, the system was developed by the use of a cylindrical solar concentrator coupled to a conventional distiller. The system is designed such that attempt to facilitate the process termination trap to ensure constant movement of the fluid mass and thus enable higher temperatures to the system and thus fetch a higher amount of distillate collected. In a stage of the experiment were used a forced circulation to try to further increase the amount of energy exchange system. To develop the study were set up four settings for comparison in which one was only distiller simple as basic parameter, the second proposed configuration were with the coupling of the concentration triggered manually every 30 minutes to monitor the sun, the third configuration occurred with automatic triggering of a timer, and the fourth configuration was also used a pumping system that tried to improve the circulation of the fluid. With the comparative analysis of the results showed a gain in the amount of distillate system, especially in the forced model

Impactos do estresse salino e da cobertura morta nas características químicas do solo e no desenvolvimento do amaranto

Availability of good quality water has been reduced vertiginously, over the last decade, in the world. In some regions, the water resources have high concentration of the dissolved salts, these characteristics of the water make it s use impossible. Water quality can be a limitation for irrigated agriculture, principally in regions of arid or semiarid climate where the water resources are generally saline and are exposed at high evaporation ratio. For that reason, precipitation of the salts occurs near the soil surface and those salts themselves cumulate in the vegetal tissue, reducing the soil fertility and crop production. The adoption of tolerant crop to the water salinity and soil salinity, adaptable to the climatic conditions is other emergent necessity. This work had the goal of studying the effects of four salinity levels of the irrigation water salinity and use of mulch, dried leaves of Forest mangrove (Acacia mangiumWilld), in cultivated soil with amaranth (Amaranthus cruentus, BRS Alegria variety), in greenhouse. It was utilized the transplant of plants to PVC columns, containing 30 kg of silty loam soil, 10 days after emerging, with space of 50 x 50 cm between lines. Treatments were composed by combination of four levels of salinity (0.147; 1.500; 3.000 e 4.500 dS m-1), obtained by addition NaCl (commercial) to irrigation water and soil with and without protection, by mulch. A factorial system 4 x 2 was used with four repetitions, totalizing 32 parcels. The concentrations of nutrients in soil solution have been evaluated, in the dry matter of the vegetal tissue (roots, stem, leaves and raceme residue), at the end of the vegetative cycle. The use of soil protection reduced time for the beginning inflorescence of plants, at the same time, the increase of the salinity delayed this phase of amaranth development. The use of the mulch effectively increased the height, stem diameter, area of the larger leaf, humidity and dry matter content and amaranth grain production. The vegetal species showed salinity tolerance to experimented levels. The adopted treatments did not affect the pH values, exchangeable cation contents, electrical conductivity of soil solution (EC1:5) and saturated extract (ECSE), and Ca+2, Mg+, Fe+2 and Mn+2 contents, in the soil solution. The increase of the salinity concentration in the irrigation water inhibited the mineralization process of the organic matter (OM) and, consequently, the efficiency in the it´s utilization by plants, at the same time, produced increase in the values of the exchangeable sodium percentage (ESP), sodium adsorption ratio (SAR) and potassium adsorption ratio (PAR), in the soil solution. Therefore, the use of the mulch did not affect the first three parameters. The protein and nutrient contents: K+, Ca+2, P, Mg+2 e Cu+2, in amaranth grains, were improved by tillage condition. The raceme residues showed chemical/nutritional composition that makes advantageous its application in animal ration. In this context, it follows that amaranth tolerate the saline stress, of the irrigation water, until 4.500 dS m-1, temperature and relative humidity of the air predominant in the experimental environment

Dimorphic cypsela germination and plant growth in Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. (Asteraceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Correlação linear e espacial entre a produtividade de forragem de milho e frações granulométricas de um latossolo vermelho distrófico

A distribuição granulométrica do solo, por possuir estreita relação com a capacidade de retenção e disponibilidade de água e nutrientes, é um fator de grande influência na produtividade vegetal. O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo. Foi instalada uma malha de amostragem, para a coleta de dados do solo e planta, contendo 125 pontos, em uma área de 2500 m², no ano agrícola de 2005, no município de Pereira Barreto (SP). Foram analisadas a produtividade de forragem do milho outonal (MSF) no sistema plantio direto irrigado e as frações granulométricas areia (AR), silte (SI) e argila (AG) em profundidade, em Latossolo Vermelho Distrófico. Nos atributos estudados, observou-se variabilidade dos dados entre média e baixa, e espaciais não variaram aleatoriamente, seguindo padrões bem definidos, com alcances entre 8,5 e 46,8 metros. Não houve correlação linear consistente entre o atributo da planta com os do solo, porém houve uma apreciável correlação espacial entre a MSF e a argila de 0,20-0,30 m (AG3).