Eficiência do uso da água residuária e do lodo de esgoto compostado nas propriedades químicas e físicas de solo cultivados com laranjeiras

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Viabilidade do controle da mancha púrpura e efeitos nos aspectos físicos, químicos e biológicos do solo e na produção do alho pelos microrganismos eficazes

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

CALIBRAÇÃO DE UM REFLECTÔMETRO PARA ESTUDOS DO FLUXO DE ÁGUA EM SOLO NÃO SATURADO

Este trabalho trata sobre a calibração de um aparelho baseado na técnica TDR para estudos do fluxo de água em solo não saturado, com base na medição indireta da umidade, sucção matricial (ψ) e condutividade hidráulica não saturada k(ψ), num perfil de solo inalterado. Isto é possível mediante ensaios de laboratório decorrentes da mecânica de solos tradicional e não saturada, a partir de amostras indeformadas retiradas a diferentes profundidades durante a construção de um poço, onde foram instaladas as sondas do TDR. Dos ensaios, obtiveram-se equações polinomiais para relacionar o comportamento da variação do período de tempo do pulso eletromagnético percorrido pela sonda TDR com a variação da umidade do solo e modelos de van Genuchten (1980) para relacionar a umidade com (ψ) e k(ψ). Os resultados mostraram que, para a calibração da umidade neste tipo de solos, um ajuste polinomial de quarto grau se apresenta como melhor alternativa em relação às expressões existentes em lugares onde foram derivadas estas teorias. Adicionalmente, se observou, que as maiores variações de (ψ) e k(ψ). ocorrerão entre a saturação e 10% de umidade devido à peculiaridade da curva de retenção. Finalmente, a presente calibração se apresenta como um expediente útil e prático para estudos hidrodinâmicos de solos não saturados. Palavras-chave: calibração, reflectômetro, teor de umidade, solo não saturado.

Contaminação das águas subterrâneas por resíduos de postos de combustíveis: uma abordagem no município de Rio Claro

The contamination of underground waters is a subject of great importance, since a lot of people use this kind of source for public supply. This paperwork manages with how gas stations can contaminate these waters and what are some remediation techniques, used nowadays to solve this problem. The contamination caused by the gas stations can have its origin in the underground storage tanks when they suffer corrosion and show leaking problems. It’s a topic of great relevance, because the hydrocarbons derivated from petroleum present in the fuels can stay for a long time in the environment. Besides that, an analyses of the risk of contamination by gas stations in the city of Rio Claro was made based on three parameters: density of the gas stations, depth of the underground water and hydraulic conductivity. To achieve such goal, maps were elaborated considering those parameters individually and considering the three of them together. Analyzing those maps, it was concluded see that the spots that represent the biggest risks of contamination in Rio Claro are located southeast and center-west.

Simulação numérica de fluxo de águas subterrâneas na fazenda Cara Preta - Santa Rita do Passa Quatro - SP

The term model refers to any representation of a real system. The use of models in Hydrogeology can be valuable predictive tools for management of groundwater resources. The numeric models of groundwater flow, object of this study, consist on a set of differential equations that describe the water flow in the porous medium. In this context, numeric simulations were made for a sub-basin located at Cara Preta farm – Santa Rita do Passa Quatro – SP. The aquifer at the local is composed by rocks of Pirambóia Formation, which is part of Guarani Aquifer System. It was developed a conceptual model from previous studies in the area, and from that, simulations were made through the software Visual Modflow®. The conceptual model established previously was considered consistent through the results of simulation.

Subsídios para implantação de trincheiras de infiltração na área urbana de Rio Claro/SP

The purpose of this work is to study the theme “infiltration trenches” in some of its main aspects, such as sizing methods and parameters related to this, in order to subsidize the installation of these structures in the urban area of Rio Claro/SP. For purposes of sizing, the “rain-envelope method” was used for its simplicity and direct application from the local characterization data and the IDF (intensity-duration-frequency) curve data. The method bases on the determination of the tributary volume of input and output device. The curve of values accumulated over time of the volumes tributaries to the device, which is built on the flow rates obtained from the local IDF curve, is compared with the value curve of his effluent volumes determined from the flow characteristics obtained from the infiltration soil. The maximum difference between the curves is the volume sizing. Five locations were chosen in the urban area of Rio Claro for implementation of these devices, considering the soil type, hydraulic conductivity of each area and lot size according to the Master Plan of Rio Claro. This work also presented an estimated reduction of the runoff in urban lots by using infiltration trenches.

Modelagem espacial de áreas de recarga subterrânea em região de afloramento do sistema aquífero guarani (sag), em Brotas/SP

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Estudo comparativo entre o modelo analítico de Domenico (1987) e Wexler (1992) e suas implicações no gerenciamento de passivos ambientais

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Subsídios para implantação de trincheiras de infiltração na área urbana de Rio Claro - São Paulo

The purpose of this work is to study the theme “infiltration trenches” in some of its main aspects, in order to subsidize the installation of these structures in the urban area of Rio Claro/SP. For sizing, the “rain-envelope method” was used based on local characterization data and the IDF (intensity-duration-frequency) curve. Five locations were chosen in the urban area of Rio Claro for implementation of these devices, considering the soil type, hydraulic conductivity of each area and minimum lot size according to the Master Plan of Rio Claro. This work also presented an estimated reduction of the runoff in urban lots by using infiltration trenches.

Simulação numérica de fluxo de águas subterrâneas na bacia do Rio Corrente (BA)

The numeric simulation is an important tool applied in understanding the dynamics of groundwater flow. In a hydrogeological model the processes responsible for groundwater flow are described by numerical formulations that allow the simplification, representation and understanding of the dynamics of the Aquifer System. In this work, a steady state groundwater flow simulation of Urucuia Aquifer System (UAS) part of the Corrente river basin was conducted, using the finite element method through software FEFLOW, to understand the dynamics of groundwater flow and quantify the hydrologic balance. The aquifer system Urucuia lodges in the São Francisco hydrogeological province and corresponds to a set of interconnected aquifers that occur in rocks from Urucuia group in the Urucuia sub-basin described by Campos e Dardenne (1997). The system is a porous media one, in a shape of a thick table mountain, consisting essentially of sandstones. The Corrente river basin is located in UAS in Western State of Bahia and it's one of the main units to maintaining permanent flow (Q95) and average natural flow of the São Francisco river. The simulation performed in this work obtained the following results for the modelled region: horizontal hydraulic conductivity of 3 x 10-4 m/s and vertical one 6 x 10-5 m/s; maximum recharge of 345 mm and minimum of 85 mm/a. It was concluded that: (1) regional groundwater flow has eastbound; with an exception of the extreme northeast portion, where the flow has opposite direction; (2) there are smaller water side dividers with an approximate direction EW, that guide the flow of water to the drainage that cut the aquifer; and (3) the UAS at Corrente river basin can be understood as a free regional aquifer system, isotropic and homogeneous. Regionally, the small lithological variations present in the Urucuia group can be neglected and do not exhibit significant influences on the dynamics of ground water flow

Simulação numérica de fluxo de águas subterrâneas do aquífero Rio Claro, na região do campus da UNESP - Rio Claro, SP

The water management in any area is highly important to the success of many business and also of life and the understanding of your relationship with the environment brings better control to its demand. I.e. hydrogeological studies are needed under better understanding of the behavior of an aquifer, so that its management is done so as not to deplete or harm it. The objective of this work is the numerical modeling in transient regime of a portion of the Rio Claro aquifer formation in order to get answers about its hydrogeological parameters, its main flow direction and also its most sensitive parameters. A literature review and conceptual characterization of the aquifer, combined with field campaigns and monitoring of local water level (NA), enabled the subsequent construction of the mathematical model by finite elements method, using the FEFLOW 6.1 ® computational algorithm. The study site includes the campus of UNESP and residential and industrial areas of Rio Claro city. Its area of 9.73 km ² was divided into 318040 triangular elements spread over six layers, totaling a volume of 0.25 km³. The local topography and geological contacts were obtained from previous geological and geophysical studies as well as profiles of campus wells and SIAGAS / CPRM system. The seven monitoring wells on campus were set up as observation points for calibration and checking of the simulation results. Sampling and characterization of Rio Claro sandstones shows up a high hydrological and lithological heterogeneity for the aquifer formation. The simulation results indicate values of hydraulic conductivity between 10-6 and 10-4 m / s, getting the Recharge/Rainfall simulation in transient ratio at 13%. Even with the simplifications imposed on the model, it was able to represent the fluctuations of local NA over a year of monitoring. The result was the exit of 3774770 m³ of water and the consequently NA fall. The model is considered representative for the...

Avaliação da interação entre o persulfato de potássio com solos brasileiros para a utilização da tecnologia de remediação por oxidação química in situ.

Recentemente, o uso de persulfato em processo de oxidação química in situ em áreas contaminadas por compostos orgânicos ganhou notoriedade. Contudo, a matriz sólida do solo pode interagir com o persulfato, favorecendo a formação de radicais livres, evitando o acesso do oxidante até o contaminante devido a oxidação de compostos reduzidos presentes no solo ou ainda pela alteração das propriedades hidráulicas do solo. Essa pesquisa teve como objetivos avaliar se as interações entre a solução de persulfato com três solos brasileiros poderiam eventualmente interferir sua capacidade de oxidação bem como se a interação entre eles poderia alterar as propriedades hidráulicas do solo. Para isso, foram realizados ensaios de oxidação do Latossolo Vermelho (LV), Latossolo Vermelho Amarelo (LVA) e Neossolo Quartzarênico (NQ) com solução de persulfato (1g/L e 14g/L) por meio de ensaios de batelada, bem como a oxidação do LV por solução de persulfato (9g/L e 14g/L) em colunas indeformadas. Os resultados mostraram que o decaimento do persulfato seguiu modelo de primeira ordem e o consumo do oxidante não foi finito. A maior constante da taxa de reação (kobs) foi observada para o reator com LV. Essa maior interação foi decorrente da diferença na composição mineralógica e área específica. A caulinita, a gibbsita e os óxidos de ferro apresentaram maior interação com o persulfato. A redução do pH da solução dos reatores causou a lixiviação do alumínio e do ferro devido a dissolução dos minerais. O ferro mobilizado pode ter participado como catalisador da reação, favorecendo a formação de radicais livres, mas foi o principal responsável pelo consumo do oxidante. Parte do ferro oxidado pode ter sido precipitado como óxido cristalino favorecendo a obstrução dos poros. Devido à maior relação entre massa de persulfato e massa de solo, a constante kobs obtida no ensaio com coluna foi 23 vezes maior do que a obtida no ensaio de batelada, mesmo utilizando concentração 1,5 vezes menor no ensaio com coluna. Houve redução na condutividade hidráulica do solo e o fluxo da água mostrou-se heterogêneo após a oxidação devido a mudanças na estrutura dos minerais. Para a remediação de áreas com predomínio de solos tropicais, especialmente do LV, pode ocorrer a formação de radicais livres, mas pode haver um consumo acentuado e não finito do oxidante. Verifica-se que o pH da solução não deve ser inferior a 5 afim de evitar a mobilização de metais para a água subterrânea e eventual obstrução dos poros por meio da desagregação dos grãos de argila.

Estudo da remediação de um aquífero contaminado com sulfato e metais através de barreira reativa permeável orgânica.

Este trabalho teve como objetivo geral estudar a viabilidade técnica de utilizar bagaço de cana como meio reativo de barreiras reativas permeáveis (BRP) para remoção de sulfato e metais de águas subterrâneas contaminadas. O estudo baseou-se em investigação experimental, por meio de ensaios laboratoriais de coluna, e em modelagem matemática, para a qual utilizaram-se também alguns dados obtidos em um estudo de caso de uma unidade industrial contaminada com sulfato e metais. Neste local contaminado, as características hidrogeológicas e topográficas propiciam a utilização de uma barreira reativa permeável como técnica de remediação. Barreiras reativas permeáveis são uma alternativa para remediação de águas subterrâneas que vem progredindo rapidamente na última década, a partir de ensaios de bancada e coluna em laboratório para implementação em escala real em campo. Três colunas bióticas foram montadas utilizando bagaço de cana como meio reativo e um material de base poroso constituído de areia e cascalho para fornecer adequada condutividade hidráulica, com a proporção de 1:28 em massa seca. Também foi adicionado ao meio reativo um inóculo bacteriano composto por esterco bovino dissolvido. Uma quarta coluna, sem inóculo e contendo um agente biocida, compôs o experimento branco (abiótico). Uma solução sintética foi introduzida nas colunas simulando condições da água subterrânea do estudo de caso, com velocidade de Darcy em torno de 2,0x10-7 m/s composta por sulfato e metais (zinco e níquel) com concentrações de 6.000 mg/L e 15 mg/L, respectivamente. Os resultados das análises da fase líquida das colunas bióticas apresentaram: (i) média da taxa de remoção de sulfato durante todo o tempo do experimento de 49 mg/L/dia; (ii) as concentrações de Zn e Ni diminuíram de 15 mg/L para valores não detectáveis pela técnica analítica utilizada (< 0,01 mg/L); (iii) aumento do pH de 5.5-5.8 para valores entre 6,8-8,0; (iv) redução do valor do potencial de óxido redução (Eh) para valores de até -200mV. Não foram observadas reduções das concentrações de metais e sulfato na fase líquida da coluna abiótica e os valores de pH e Eh permaneceram dentro das faixas iniciais. Análises nas fases sólidas das colunas bióticas por MEV e EDS após o término do experimento identificaram a presença de Ni, Zn, S e Mn, indicando a precipitação desses metais em forma de sulfetos. Estes elementos não foram detectados na fase sólida da coluna abiótica. Assim, pôde-se inferir que toda a remoção de sulfato verificada nas colunas bióticas pode ser atribuída a redução bacteriana de sulfato. A partir das condições experimentais dos ensaios, foi realizada a modelagem e o dimensionamento da BRP. Para a estimativa da cinética de redução de sulfato, aplicou-se a solução analítica de Van Genuchten para transporte de contaminantes com degradação, obtendo-se uma taxa de decaimento de primeira ordem de 0,01 dia-1. A determinação da espessura e tempo de residência da barreira foi realizada considerando que a concentração de sulfato na saída da barreira fosse menor ou igual a 250 mg/L. O resultado do dimensionamento de uma BRP preenchida com bagaço de cana e areia nas proporções de 1:28 em massa seca resultaria em uma BRP de 7,1 m de espessura, com tempo de residência de 950 dias, no local de estudo de caso. Caso fosse utilizado o dobro da proporção de bagaço de cana e areia em massa seca (1:14), a implantação da BRP apresentar-se-ia viável, com espessura aproximada de 4 m. Através destes resultados, pôde ser comprovada a hipótese de que bagaço de cana como substrato e esterco bovino como inóculo compõem um meio reativo viável para a redução de sulfato e precipitação de metais em uma BRP.

O sistema aquífero Barreiras na região de Parnamirim, RN: uso das águas e potencialidades

The study area is within the Pirangi River Basin, eastern sector of Rio Grande do Norte state, where is located of the Parnamirim city. It has an area of approximately 370 km². Urbanization has developed much fast without an appropriate infrastructure, mainly by the lack of sewage systems, with risks of contamination of groundwater that may cause serious damage to the health of the population. The Barreiras Aquifer System groundwater in the area represents the main source of water supply for urban and rural populations. The use of groundwater occurs without adequate planning and therefore, important recharge areas are being occupied. This study was conducted to quantify the use and evaluation of the potential of groundwater, in order to increase good water quality supply and lower risks of being affected by polluting activities. With these objectives, the following activities were carried out: 268 points of water have been registered; characterization of the lithological, thickness and hydrogeological structure of the Barreiras aquifer, based on the correlation of well logs; and evaluation of hydrodynamic parameters of the aquifer, from the interpretation of results well pumping tests. It was found that the saturated thickness increases from west to east towards the sea, with values ranging from 15,47-56,5 m with an average of 32,45 m. The hydrodynamic parameters using Cooper-Jacob method were: average transmissivity of 5,9x10-3 m²/s and average hydraulic conductivity 2,82x10-4 m/s. The effective porosity is of 15%, obtained by applying Biecinski equation. The potentiometric map shows the main direction of groundwater flow, from west to east, and identifies the recharge areas corresponding to the region of the tablelands of the "Barreiras". The river valleys refer to the discharge areas of the aquifer system. The Recharge was estimated at 253 mm/year, which corresponds to the 16.4% rate of infiltration.

O sistema aquífero Barreiras na região de Parnamirim, RN: uso das águas e potencialidades

The study area is within the Pirangi River Basin, eastern sector of Rio Grande do Norte state, where is located of the Parnamirim city. It has an area of approximately 370 km². Urbanization has developed much fast without an appropriate infrastructure, mainly by the lack of sewage systems, with risks of contamination of groundwater that may cause serious damage to the health of the population. The Barreiras Aquifer System groundwater in the area represents the main source of water supply for urban and rural populations. The use of groundwater occurs without adequate planning and therefore, important recharge areas are being occupied. This study was conducted to quantify the use and evaluation of the potential of groundwater, in order to increase good water quality supply and lower risks of being affected by polluting activities. With these objectives, the following activities were carried out: 268 points of water have been registered; characterization of the lithological, thickness and hydrogeological structure of the Barreiras aquifer, based on the correlation of well logs; and evaluation of hydrodynamic parameters of the aquifer, from the interpretation of results well pumping tests. It was found that the saturated thickness increases from west to east towards the sea, with values ranging from 15,47-56,5 m with an average of 32,45 m. The hydrodynamic parameters using Cooper-Jacob method were: average transmissivity of 5,9x10-3 m²/s and average hydraulic conductivity 2,82x10-4 m/s. The effective porosity is of 15%, obtained by applying Biecinski equation. The potentiometric map shows the main direction of groundwater flow, from west to east, and identifies the recharge areas corresponding to the region of the tablelands of the "Barreiras". The river valleys refer to the discharge areas of the aquifer system. The Recharge was estimated at 253 mm/year, which corresponds to the 16.4% rate of infiltration.