Simulation of Sodium and Potassium Dynamics by the Hydrus 2d Model in a Haplic Planosol via Residue Water

Abstract

The application of chemical substances to the soil together with little attention given to the possible environmental impacts, transformed the environment into a recipient of waste. The aim of this study was to simulate the movement of water and solutes (sodium and potassium together) using the STANMOD and HYDRUS-2D models in a typical Haplic Planosol under the application of wastewater via surface irrigation under different flow rates. The experiment was conducted in the laboratory by miscible displacement tests, first using columns with deformed soil under saturation and steady water flow conditions, at a rate of 11.7 cm 3 min-1 , to obtain transport parameters of sodium and potassium ions, and in the applied residual water, the values of 475 and 76.6 mg dm-3 , respectively. The transport parameters were estimated from the numerical adjustment of effluent distribution curves, using the STANMOD model. In a second step, the HYDRUS-2D model was applied to simulate the volumetric soil moisture distribution profiles, as well as the ion concentrations in the wet bulb. Considering the results obtained, we can see that there was considerable interaction between the solutes and the soil. The value of the delay parameter was higher for the sodium when compared to the potassium, reflecting its greater adsorption and the processes of exchange between the solute and the soil. The results suggested the need for adequate soil management in order to avoid future soil sodification and, in view of the application of HYDRUS-2D, it was verified that the model presented a satisfactory performance in the simulation of the displacement of the ions, after 1, 5 and 10 hours of wastewater application.

Tratamento da água residuária de suinocultura em um sistema biológico para disposição em solo arenoso

“…Para o íon potássio, Basso e Kiang (2017) obtiveram valores de R entre 9 e 5,3 em solo arenoso com CTC de 2 cmolc•kg -1 . Tais valores muito acima dos obtidos nesse ensaio podem ser justificados pelo uso de solução percoladora sintética com concentrações elevadas de K + , variando de 250 a 1.000 mg•L -1 Andrade et al (2018). encontram para o potássio R = 1,12, λ = 21,51 cm e D = 13,61 cm 2 •min -1 em um solo com predominância de areia e com uso de esgoto sanitário.Para o íon sódio, a concentração relativa de 0,5 foi obtida antes da percolação de um volume poroso, o que justifica o baixo valor obtido para R, uma vez que há pouca interação entre o soluto e as partículas do solo Santos et al (2010).…”

Mobilidade de contaminantes em solos arenosos após a aplicação de águas residuárias tratadas produzidas em indústria siderúrgica

“…; Pereira, E.L.; Santos, A.B. do empreendimento, como lavagem de pisos, irrigação de áreas verdes e resfriamento da escória. Algumas das modalidades envolvem o lançamento do efluente no solo, gerando riscos de contaminação deste pelo acúmulo de compostos, além de contaminação das águas subterrâneas pela lixiviação de solutos (ANDRADE et al, 2018), alteração das características físico-químicas do solo e diminuição de sua fertilidade. Em uma siderúrgica, a contaminação decorrente do lançamento da água residuária tratada pode se dar principalmente pela presença de metais pesados e outros íons, a depender da composição da água utilizada.…”

“…Estudos têm sido conduzidos para avaliar a mobilidade de solutos no solo utilizando ensaios de deslocamento em colunas de solo associados a modelos matemáticos (OLIVEIRA et al, 2010;MATOS et al, 2013;OLIVEIRA et al, 2013;BASSO & KIANG, 2017;ANDRADE et al, 2018), o que possibilita entender o comportamento dos solutos no meio poroso.…”