GERAÇÃO DE DRENAGEM ÁCIDA E DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS PESADOS EM PERFIS DE SOLOS CONSTRUÍDOS EM ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO Os solos construídos após a extração de carvão a céu aberto são compostos do solo superficial e, ou, do estéril de mineração. As propriedades químicas desses solos diferem das propriedades dos solos naturais, principalmente em razão do processo de sulfurização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de acidificação da pirita e de contaminação com metais pesados ao longo de perfis de solos construídos após mineração de carvão, em áreas de diferentes idades, com e sem recuperação ambiental concomitante com a lavra. Foram selecionadas áreas mineradas denominadas de I e II, sem recuperação ambiental durante a lavra e compostas somente pelo estéril de mineração, representando as áreas mais antigas, e IV e VII, contendo topsoil e em alguns locais na camada de argila, constituindo as áreas mais jovens deste estudo. Foram coletadas amostras deformadas até 2 m de profundidade. Analisaram-se granulometria, densidade de partículas, pH em água, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, potencial de acidificação, potencial de neutralização, potencial líquido, teor de C orgânico e condutividade elétrica no extrato da pasta saturada. Também foram extraídos os metais potencialmente biodisponíveis pela metodologia USEPA 3050B, cujos resultados foram comparados com os valores orientadores de prevenção e investigação para solos. Na análise univariada, foi aplicada a estatística descritiva e o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. O grau de dispersão de cada variável foi avaliado qualitativamente e classificado como: baixo, moderado ou alto. A análise multivariada de componentes principais foi realizada para os solos construídos das áreas I, II, IV e VII; posteriormente, foram construídos biplots dos primeiros componentes principais. Os solos construídos das áreas mais antigas evidenciaram menores pHs e significativo potencial de acidificação. As camadas superficiais detopsoil, dos solos das áreas IV e VII, apesar de proporcionar condições químicas favoráveis ao estabelecimento de culturas agrícolas, não evitaram a formação de drenagem ácida em profundidade. O processo de sulfurização e sua relação com a liberação de metais foi melhor caracterizado pela análise de componentes principais realizada nas áreas IV e VII, em razão da correlação entre pH e saturação por bases nos estéreis só se expressar em saturações por bases acima de 40 %, não observada nos materiais dos estéreis das áreas I e II.

Fertilidade de solos construídos em áreas de mineração de carvão na região sul de Santa Catarina

Com o objetivo de analisar a fertilidade de solos construídos sobre áreas mineradas de carvão a céu aberto (28º35'50'' S e 49º25'26'' W) no Município de Siderópolis, SC, foram escolhidas duas áreas recuperadas em épocas distintas: área IV em 2002 e área VI em 2003. No centro de cada área foi estabelecida uma transecção de 100 m de comprimento, em que foram lançadas alternadamente à direita e à esquerda, a intervalos de 10 m, transecções perpendiculares de 20 m, em que foram coletadas nove amostras de solo (0 - 0,2 m). As nove amostras de cada grupo de dois transectos consecutivos foram reunidas em uma amostra composta, reduzindo o universo amostral de 90 para cinco amostras de solo de cada área. Foram analisados os teores de argila, pH, fósforo, potássio, matéria orgânica, alumínio, cálcio, magnésio, H + Al, soma das bases, CTC e saturação por bases. Em ambas as áreas, o teor de argila foi enquadrada na classe 3, o teor de matéria orgânica foi baixa, o pH e V% muito baixos, o Mg variou de médio a alto, a SB variou de baixa a média e a CTC foi considerada alta. Na área IV, o teor de P foi baixo, e o de Ca variou de médio a baixo, enquanto na área VI o teor de P variou de baixo a médio, e o de Ca foi baixo. Embora tenham sido observadas diferenças entre alguns dos parâmetros analisados, essas não foram severamente afetadas pelo tempo de recuperação das duas áreas.

Caracterização e gênese de solos construídos após mineração de carvão na mina Boa Vista, município de Minas do Leão, RS

A mineração de carvão em lavra a céu aberto provoca a mistura dos materiais sobrejacentes ao carvão e que são, posteriormente, utilizados no preenchimento das cavas mineradas. O processo de construção dos solos e a mistura podem ocasionar problemas ambientais pelas alterações quimicas e fisicas provocadas nos solos construidos. A fimde comparar solos construidos de diferentes idades, caracterizou-se a coluna geológica. o ~Io natural originale solos construidos de 2 anos e de 24 anos da mina de carvão Boa Vista, no Municípiode Minas do Leão, RS. A descrição morfológicado perfil do solo e as análises quimicas e fisicas demonstram que os solos construidos apresentam sérias limitações físicas, impedindo o desenvolvimento normal da vegetação. Ademais. diferenças quimicas entre os perfis de diferentes idades originam-se principalmente da utilização de materiais geológicos e processos de construção distintos, do que pelos processos pedogenéticos. Quanto à evolução temporal dos solos construidos, observou-se que está fortemente caracterizada pela intemperização acido-sulfatada, intensificando-se na sub-área mais antiga. O potencial de acidificação e o potencial de neutralização determínados na coluna geológica indicam a existência de camadas com alto potencial gerador de Drenagem Ácida de Minas, recomendando-se o cuidado na deposição final destas camadas. Os resultados deste estudo indicam que as propriedades químicas e fisicas determinadas nos solos construidos servem como indicadores para o monitoramentode áreas construídas,visando a prevenção de danos ambientais.

Avaliação de três áreas de solo construído após mineração de carvão a céu aberto em Lauro Müller, Santa Catarina

Em solos construídos após mineração de carvão, a contaminação das camadas superficiais com pirita provoca intensa acidificação do solo, acelera a intemperização de minerais, eleva os teores de Al e Mn e aumenta a lixiviação de bases. O presente trabalho avaliou características químicas, teor de argila e mineralogia, bem como a variabilidade espacial para algumas dessas características em três áreas de solos construídos após mineração de carvão a céu aberto no município de Lauro Müller, Santa Catarina. As três áreas selecionadas apresentavam diferenças no modo de construção topográfico. A primeira, denominada Mina Juliana (MJ), foi construída em 1996, utilizando material (sólum, regolito argiloso e rocha) que foi separado e estocado antes da mineração, conforme previsto no plano de reabilitação. A segunda, denominada Mina do Apertado (MA), foi construída, em 1996, usando, como material de cobertura, o sólum proveniente do decapeamento de um morro adjacente à área. A terceira área, denominada Mina Rio do Meio (MRM), sofreu apenas construção topográfica em 1983, com mistura de resíduos de pirita de carvão e rochas de várias camadas. Amostras de solo foram coletadas em sistema de grade de pontos, em três profundidades, sendo analisados o pH em água, teores de Ca, Mg, K e Al trocáveis, H + Al e condutividade elétrica. Em amostras selecionadas, analisaram-se alguns metais pesados e a mineralogia da fração argila. Análises efetuadas em dois perfis de solo representativos das condições anteriores à mineração foram utilizados, para comparação. Todas as áreas apresentaram grande dispersão de valores para características químicas e teor de argila dos solos entre os pontos amostrados. O processo de construção do solo que resultou em maior uniformidade destas características e melhores condições para o estabelecimento de espécies vegetais foi o da área MJ. O solo da área MA, graças à mistura de resíduos de carvão piritoso com o solo superficial, está em franco processo de acidificação e contém alta concentração de sais. O solo da área MRM, em virtude do abandono e do longo período de exposição de resíduos piritosos na camada superficial, mostra elevada acidez, tendo já sofrido intensa lixiviação dos sais. As únicas variáveis testadas que apresentaram modelo definido para semivariância foram Al trocável, H + Al e argila, cujo alcance variou de 50 a 70 m.

INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO EM SOLO CONSTRUÍDO APÓS MINERAÇÃO DE CARVÃO EM DIFERENTES LIMITES CRÍTICOS DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO E UMIDADE

Na quantificação do intervalo hídrico ótimo (IHO), são utilizados diferentes limites críticos de resistência à penetração (RP) e umidade na capacidade de campo (θCC). Para solos agrícolas, esses valores estão sendo documentados na literatura. Entretanto, para solos construídos após mineração de carvão, constata-se grande lacuna de informações. O objetivo deste trabalho foi quantificar a faixa de variação do intervalo hídrico ótimo de um solo construído sob diferentes plantas de cobertura na área de mineração de carvão de Candiota, sul do Brasil, considerando diferentes limites críticos de umidade do solo na capacidade de campo e de resistência à penetração. Foram avaliadas no experimento, em blocos casualizados com quatro repetições, as seguintes plantas de cobertura: Hemártria (Hemarthria altissima (Poir.) Stapf & C. E. Hubbard), tratamento 1 (T1); Pensacola (Paspalum notatum Flüggé), tratamento 2 (T2); Grama Tifton (Cynodon dactilon (L.) Pers.), tratamento 3 (T3); Controle (Urochloa brizantha (Hochst.) Stapf), tratamento 4 (T4); e sem plantas de cobertura, tratamento 5 (T5). Para determinar o IHO, foram utilizados diferentes valores críticos de θCC referentes às tensões de 0,006; 0,01; e 0,033 MPa e RP de 1,5; 2,0; 2,5; e 3,0 MPa, mantendo-se sempre constante a umidade do solo no ponto de murcha permanente (θPMP) como sendo igual ao valor retido na tensão de 1,5 MPa e a umidade do solo em que a porosidade de aeração (PA) é de 10 %. A faixa de variação do IHO foi maior no solo construído cultivado com Urochloa brizantha; e a menor com Pensacola, independentemente dos limites críticos de θCC e de RP. Os limites críticos de θCC e de RP utilizados na definição do IHO originaram diferentes valores de densidade critica (Dsc) para o solo construído sob diferentes plantas de cobertura. Os menores e maiores valores de Dsc foram obtidos quando utilizados como limites críticos na definição do IHO, o θCC = 0,033 MPa e a RP = 3 MPa. O solo construído cultivado com Urochloa brizantha e Hemártria apresentou valor de Ds muito próximo ao de Dsc.

Qualidade Física de Solos em Uso Agrícola na Região Semiárida do Estado da Bahia

RESUMO A conversão de uma condição natural para uma de uso agrícola pode impor mudanças em atributos, propriedades e processos do solo e trazer consequências ambientais para a região de sua abrangência. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física do solo em áreas agrícolas de municípios do entorno do lago de Sobradinho, região semiárida do Estado da Bahia, tendo como ferramenta técnicas estatísticas de análise multivariada. Inicialmente, aplicaram-se as análises estatísticas descritiva e de correlação e o teste de normalidade, que serviram como pressupostos para realizar análise fatorial e estimativa dos escores fatoriais. Com base nesses, determinou-se o índice de qualidade física de solo para as profundidades de 0,00-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,40 m, respectivamente, cujo principal objetivo foi classificar os solos como bom, regular e ruim, de acordo com o desempenho dos seus atributos físicos. Em seguida, realizou-se a análise discriminante para validação dos índices construídos a partir dos resultados da análise fatorial, bem como conhecer os atributos físicos do solo que influenciam e estão associados à qualidade desse na área agrícola da região. A densidade do solo (Ds), macroporosidade (Ma) e microporosidade (Mi) foram os atributos que se destacaram como indicadores de qualidade, pois apresentaram maior peso relativo nos modelos de discriminação dos sítios amostrados: Ds, Ma e Mi, nas camadas de 0,00-0,10 e 0,10-0,20 m; e Mi e Ds, de 0,20-0,40 m, sugerindo que nas condições estudadas essas variáveis são as principais responsáveis pela qualidade física dos solos. No geral, a qualidade física do solo não foi considerada ideal, fato que pode ser atribuído às práticas de manejo adotadas e, sobretudo, aos baixos teores de matéria orgânica e à textura extremamente arenosa, conferindo fragilidade aos solos da região.

Comportamento dos contaminantes nos solos e águas subterrâneas em depósito de resíduos do refino de petróleo - Borreiro - Na Refinaria Alberto Pasqualini, RS

Resíduos do refino de petróleo dispostos no meio ambiente representam fontes de contaminação por metais pesados e hidrocarbonetos para solos, subsolos, águas superficiais e subterrâneas. O presente estudo foi realizado na área designada Borreiro da Refinaria Alberto Pasqualini, RS – REFAP, onde nas décadas de ‘70 e ‘80 foram depositados resíduos do refino de petróleo (borra) intercalados com camadas de aterros em volume total da ordem de 100.500 m3. O uso da área cessou há cerca de 20 anos, estando os materiais, desde então sujeitos aos mecanismos de atenuação natural. É objetivo do trabalho avaliar a situação da área, relacionando e descrevendo as interações dos sedimentos e das águas subterrâneas com os contaminantes. Para caracterização geológica e hidrogeológica da área foram realizadas 35 sondagens e construídos 6 poços de monitoramento com profundidades de 5 a 7 metros. Visando avaliar a contaminação do meio ambiente pela disposição de borra, foram amostrados os materiais do depósito, bem como os sedimentos cenozóicos que constituem a base do depósito, formada dominantemente por areia fina siltico-argilosa. Também foram coletadas, amostras de águas subterrâneas do aqüífero freático que juntamente com os sedimentos foram analisadas por Espectrofotometria de Absorção Atômica e por Cromatografia Gasosa. Para caracterização da distribuição espacial e análise da mobilidade dos componentes da borra, foram construídos mapas de isoteores e perfis verticais das sondagens, comparando textura dominante e profundidade de cada amostra com seu conteúdo de contaminante. Foram realizados testes de lixiviação e de solubilização para avaliar a relação dos contaminantes com os materiais, permitindo classificar as amostras de acordo com a NBR-10.004, determinando, assim as zonas mais impactadas da área. A caracterização geológica e hidrogeológica serviu de base de dados para a apresentação da dispersão dos contaminantes no depósito, nos sedimentos cenozóicos e no aqüífero freático. Foi definida a dispersão dos contaminantes orgânicos nas fases, livre, adsorvida, residual, gasosa e dissolvida bem como a distribuição dos metais na superfície, no subsolo e nas águas subterrâneas.

Tratamento de chorume através de percolação em solos empregados como material de cobertura de aterros para resíduos sólidos urbanos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso de sistemas construídos de áreas alagadas (Constructed Wetland System - CWS) tipo ascendente/descendente, para tratamento de efluentes avícolas

Human development and population growth during the twentieth century increased the water demand, tripling its consumption between 1950 and 1990. As the water streams were polluted; and as water is the source of minerals and also regulates vital functions, it becomes the vehicle of transmission and consequently spreads many diseases. Probably, the industries are the major responsible for this pollution when they dump untreated effluents to water streams, saturating the already insufficient net of sanitation facilities polluting water and soil. An effective treatment has been established with low cost in Europe and the United States, through constructed systems on wetlands Constructed Wetland Systems - CWSs, gradually used in other countries in the last three decades. Lately, we observe a continuous growth in Brazilian poultry business, and poultry industry showed greatest dynamism in the country, following the global market. Pondering this information and the efficiency of such treatment, this work aimed to study prototypes, in a laboratory scale, simulating ascending and descending types of CWSs, vegetated with aquatic macrophytes Eichhornia crassipes and the uses of aggregates and soil, to treat industrial wastewater from slaughterhouses and aviary. We conducted the initial characterization of the effluent to have an idea of its constituents and to scale the system and the continuous flow. Furthermore, we characterized the soil to be used in this system. The collects are periodically made in the refrigeration industry FRICOCK FRIGORIFICAÇÃO AVICULTURA INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. for local treatment simulation. The effluent that was treated with 12 prototypes of CWSs are analyzed with some frequency. The results of these reviews were compared to the effluent coming from the industry... (Complete abstract click electronic access below)

Ocorrência, comportamento e impactos ambientais provocados pela presença de antimicrobianos veterinários em solos

Antimicrobials, among other veterinary drugs, are used worldwide in industry and agriculture to protect animal health and prevent economic loss. In recent years, they have been detected in various environmental compartments, including soil, surface and groundwater and have become a topic of research interest. Emphasizing this class of compounds, this review presents the different pathways which veterinary drugs enter in the environment, in particular contaminate soils. Also are presented regulatory aspects and guidelines, adsorption/desorption and degradation of these compounds in soils and the consequences of its dispersal in the environment.

Métodos probabilístico e determinístico para diagnóstico da necessidade de subsolagem de solos agrícolas

This paper presents two techniques to evaluate soil mechanical resistance to penetration as an auxiliary method to help in a decision-making in subsoiling operations. The decision is based on the volume of soil mobilized as a function of the considered critical soil resistance to penetration in each case. The first method, probabilistic, uses statistical techniques to define the volume of soil to be mobilized. The other method, deterministic, determines the percentage of soil to be mobilized and its spatial distribution. Both cases plot the percentage curves of experimental data related to the soil mechanical resistance to penetration equal or larger to the established critical level and the volume of soil to be mobilized as a function of critical level. The deterministic method plots showed the spatial distribution of the data with resistance to penetration equal or large than the critical level. The comparison between mobilized soil curves as a function of critical level using both methods showed that they can be considered equivalent. The deterministic method has the advantage of showing the spatial distribution of the critical points.

Modelos de transferência de metal pesado na cana-de-açúcar adubada com composto de lixo urbano

The research approaches recycling of urban waste compost (UWC) as an alternative fertilizer for sugarcane crop and as a social and environmental solution to the solids residuals growth in urban centers. A mathematical model was used in order to know the metal dynamics as decision support tool, aiming to establish of criteria and procedures for UWC's safe use, limited by the amount of heavy metal. A compartmental model was developed from experimental data in controlled conditions and partially checked with field data. This model described the heavy metal transference in the system soil-root-aerial portion of sugarcane plants and concluded that nickel was metal to be concern, since it takes approximately three years to be attenuated in the soil, reaching the aerial portions of the plant at high concentrations. Regarding factors such as clay content, oxide level and soil pH, it was observed that for soil with higher buffering capacity, the transfer of the majority of the metals was slower. This model may become an important tool for the attainment of laws regarding the UWC use, aiming to reduce environment contamination the waste accumulation and production costs.

Avaliação de solventes de extração por ultrassom usando-se cromatografia líquida de alta eficiência para a determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em solos contaminados

A method using ultrasonication extraction for the determination of 17 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), selected by the USEPA and NIOSH as "consent decree" priority pollutants, in soil by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was studied. Separation and detection were completed in 20 min with a C18 columm, acetonitrile-water gradient elution and ultraviolet absorption and fluorescence detections. The detection limits, for a 10 µL of solution injection, were less than 9,917 ng/g in UV detection and less than 1,866 ng/g in fluorescence detection. Several organic solvents were tested for extraction of the 17 PAHs from soils. Acetone was the best solvent among the three solvents tested, and the order of the extraction efficiencies was: acetone>methanol>acetonitrile. Ultrasonication using acetone as solvent extraction was used to evaluate the biodegradation of those compounds in contaminated soil during a vermicomposting process.

Estudo comparativo de métodos para a determinação da concentração de carbono em solos com altos teores de Fe (Latossolos)

Soil organic matter (SOM) plays an important role in physical, chemical and biological properties of soil. Therefore, the amount of SOM is important for soil management for sustainable agriculture. The objective of this work was to evaluate the amount of SOM in oxisols by different methods and compare them, using principal component analysis, regarding their limitations. The methods used in this work were Walkley-Black, elemental analysis, total organic carbon (TOC) and thermogravimetry. According to our results, TOC and elemental analysis were the most satisfactory methods for carbon quantification, due to their better accuracy and reproducibility.

Substituição dos parâmetros do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson para estimativa da infiltração em alguns solos do Brasil

A partir de uma análise detalhada do processo de infiltração de água no solo, foram propostas alternativas para adequação dos parâmetros de entrada do modelo de Green-Ampt-Mein-Larson (GAML), na tentativa de melhorar a eficiência da estimativa da infiltração em alguns solos brasileiros. As adequações consistiram em substituir a condutividade hidráulica do solo saturado (K0) pela taxa de infiltração estável (Tie) e o teor de água do solo saturado (qs) pelo teor de água na zona de transmissão (qw), além de estabelecer uma equação para estimativa do potencial matricial na frente de umedecimento (yf) com base nos parâmetros do modelo de curva de retenção de água de Brooks & Corey. Avaliou-se o desempenho do conjunto de adequações propostas (GAML-t) para estimativa da infiltração de água em três solos: Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho e Argissolo Vermelho. O desempenho do GAML-t foi comparado com o obtido pelo GAML aplicado em sua forma original e adequado segundo cinco diferentes formas, evidenciando-se que o primeiro obteve melhor desempenho nos três solos estudados.