Resumo: Contaminantes inorgânicos como Cu 2+, K + e Cl -são comuns em resíduos urbanos, industriais e/ou rurais, de forma que o entendimento do comportamento desses íons no solo é importante na gestão de áreas contaminadas. Neste estudo, foram determinados o coeficiente de dispersão hidrodinâmica (Dh) e o fator de retardamento (Rd) dessas espécies químicas em solos residuais arenosos e argilosos do Subgrupo Itararé, coletados nos municípios de Mogi Mirim e Capivari, região leste do estado de São Paulo. Experimentos de laboratório foram feitos com percolação de soluções aquosas de cloretos de potássio e de cobre, em diferentes concentrações, em colunas de solo saturado e regime de fluxo permanente. Curvas de Chegada (BTC) foram geradas a partir dos ensaios, obtendo-se os parâmetros de transporte a partir de ajuste numérico com o programa STANMOD. A análise de mudanças mineralógicas e de precipitados nas colunas de solos foi efetuada por meio de microscopia eletrônica de varredura. O fator de retardamento para os cátions analisados variou entre 9 e 3,9 no solo arenoso e entre 5,7 e 3,5 no solo argiloso; o cloreto apresentou Rd entre 2,9 e 2,4 no solo arenoso e entre 4,6 e 2,5 no solo argiloso. O coeficiente de dispersão hidrodinâmica apresentou pouca variação entre os solos arenoso e argiloso, com valores entre 0,31 cm ), through saturated soil columns at steady-state flux. Breakthrough curves (BTC) were constructed and transport parameters were calculated by fitting theoretical curve to the experimental data using the STANMOD software. Mineralogical alterations and precipitates were examined in soil samples using scanning electronic microscope. The calculated Rd for cations ranged from 9 to 3.9 in sandy soil and from 5.7 to 3.5 in clay-rich soil. For chloride it varied from 4.6 to 2.4. Hydrodynamic dispersion coefficients showed values ranging from 0.02 cm 2 /min to 0.31 cm 2 /min for cations and from 0.01 cm 2 /min e 0.11 cm 2 /min for chloride. The column tests showed that ionic retention was highly influenced by pore volume on soil, and by flux velocity. Mineralogical analysis of the percolated soil samples did not indicate dissolution and precipitation of minerals.
Sugarcane vinasse is a residue generated at a rate fifteen times greater than the ethanol production. Because of its high organic and micronutrient content, this residue is used as a fertilizer on sugarcane crops. However, when used in large quantities, vinasse can saturate the soil and contaminate nearby water resources by percolation and leaching. Given the proven toxic potential of in natura vinasse, the present study aimed to evaluate the toxic potential of leached sugarcane vinasse using Nile tilapia (Oreochromis niloticus) as a test organism. A bioassay was performed after vinasse percolation in laboratory soil columns. The bioassay included one control group containing fresh water and two treatment groups, the first exposed to a 2,5% dilution of leached of vinasse and the second to a 2,5% dilution of in natura vinasse. After exposure, histopathological analysis was performed in gills and livers, and the latter were labelled for HSP70 proteins. No significant changes were detected in the gills of the exposed fish. However, in the liver, both in natura and leached vinasse induced statistically significant histopathological changes. These changes include hydropic degeneration, cell boundary losses, pyknotic nuclei and cellular disorganization. HSP70 expression significant increase in liver of both treatment groups were observed, being higher for the in natura vinasse exposed group. Results suggested that both leached vinasse and in natura vinasse were toxic, its still able to provoke histological changes and induce the cytoprotective response in exposed fish liver, evidenced by a immunostaining of cellular stress proteins. Thus, in order to reduce its environmental impact, appropriated effluent disposal is essential.
Abstract:Vinasse is increasingly used in agricultural operations as a possible source of nutrients and organic matter. This paper presents results of simulations of groundwater flow and ion transport from the hypothetical infiltration of vinasse from fertigation of sugar cane. The study was applied to a two-dimensional vertical transect in Ajapí (Rio Claro -SP). The main objective was to assess potential contamination of groundwater by vinasse constituents, and their transport to a stream close to sources of infiltration. Numerical simulations were carried out with the HYDRUS 2D/3D software package using representative data of the physical soil and hydrogeological properties of the area. Calculations assumed a steady-state flow regime in a layered but isotropic porous medium representing the Rio Claro formation of sediments. Results show that for the hypothetical scenarios considered, ions derived from vinasse may have a high potential of contaminating both groundwater and nearby streams. This serves as a warning about the vulnerability of areas with similar scenarios involving the extensive use of vinasse through fertigation.Keywords: Contaminant transport. Vinasse. Fertigation. Numerical model. HYDRUS 2/3D. Resumo:A vinhaça é cada vez mais usada nas operações agrícolas como uma possível fonte de nutrientes e matéria orgânica. Neste artigo, são apresentados os resultados de uma simulação de fluxo subterrâneo da água e de transporte de íons, a partir da hipotética infiltração de vinhaça decorrente da fertirrigação na cultura de cana de açúcar. O estudo é aplicado a um corte bidimensional de solo de Ajapí (Rio Claro -SP). As simulações tiveram com a finalidade de avaliar a potencial contaminação das águas subterrâneas e de um córrego localizado próximo às fontes de infiltração. Foi realizada uma modelagem numérica empregando o software HYDRUS 2D/3D, usando dados representativos das propriedades físicas e hidrogeológicas do meio no local. Os cálculos consideram os fluxos da água e da vinhaça em regime permanente, em um meio poroso homogêneo e isotrópico representando os sedimentos da Formação Rio Claro. Os resultados obtidos apontaram que para os cenários hipotéticos, aqui apresentados, íons provenientes da vinhaça, em determinadas concentrações, podem apresentar alto potencial de contaminação tanto de águas subterrâneas como superficiais. Os resultados servem como alerta para a vulnerabilidade de áreas com cenários similares, quais sejam, de intensa fertirrigação com vinhaça.Palavras-chave: Transporte de contaminantes. Vinhaça. Fertirrigação. Modelo numérico. HYDRUS 2/3D. INTRODUÇÃOO Brasil é o maior produtor de açúcar e etanol no mundo. A área cultivada que será colhida e destinada à atividade sucroalcooleira na safra 2014/2015 será de aproximadamente 9.004,5 mil hectares, distribuídas em todos os estados produtores, sendo São Paulo o maior produtor, com 52% de área plantada (CONAB, 2014). A produção sucroalcooleira é responsável pela geração da vinhaça, que é seu principal resíduo, usado na complemen-
A vinhaça é um resíduo amplamente utilizado na agricultura da cana-de-açúcar, entretanto pouco se conhece sobre o comportamento dos íons presentes na vinhaça quando aplicada no solo. Esse estudo tem a finalidade de avaliar a capacidade de retenção e de transporte de espécies iônicas da vinhaça em um solo arenoso, comumente utilizado no cultivo de cana-de-açúcar. Neste trabalho, são apresentados os parâmetros de transporte dos íons K+, Ca2+ e Mg2+ da vinhaça por meio de Breakthrough Curves (BTC), em um solo arenoso proveniente da Formação Rio Claro, presente no interior do Estado de São Paulo. O experimento foi realizado em colunas de solo deformado, em condição saturada e de regime permanente. Durante a percolação, foram monitorados o valor de pH da solução, a condutividade elétrica, a demanda bioquímica e química de oxigênio (DBO e DQO) da vinhaça percolada e a condutividade hidráulica. Os parâmetros de transporte dos íons foram obtidos a partir de um ajuste numérico empregando o software STANMOD. Pelos resultados obtidos, verificou-se que houve interação entre o soluto e o solo, uma vez que o fator de retardamento (R) foi superior a 1. Baseado nos resultados de R, a ordem de adsorção foi K+ > Ca2+ > Mg2+. Durante a percolação, houve diminuição gradual da condutividade hidráulica e do valor de pH do percolado, mas não houve redução dos valores de DBO e DQO do percolado durante o período do experimento.
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