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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.1994.tde-03062015-094308
Documento
Autor
Nome completo
Elton Gloeden
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1994
Orientador
Banca examinadora
Mendes, Jose Milton Benetti
Pacheco, Alberto
Sinelli, Osmar
Título em português
Monitoramento da qualidade da água das zonas não saturada e saturada em área de fertirrigação com vinhaça
Palavras-chave em português
Brasil
Geologia
Hidrogeologia
Tratamento de Água
Resumo em português
A vinhaça, principal resíduo gerado na fabricação de álcool e açúcar, tem sido amplamente utilizada nas lavouras de cana-de-açúcar como uma fonte de nutrientes, principalmente o potássio, substituindo fertilizantes químicos. Várias pesquisas demonstraram sua eficiência como fertilizantes, entretanto são escassas as pesquisas verificando o comportamento dos seus constituintes nas zonas não saturada e saturada. O principal produtor de álcool e açúcar do Brasil é o Estado de São Paulo, que possue extensas áreas de plantações de cana-de-açúcar, as quais são submetidas constantemente ao processo denominado fertirrigação. Estas plantações estão localizadas sobre os aquíferos Botucatu e Bauru, que são os principais do Estado de São Paulo. Este estudo foi desenvolvido em um lugar selecionado sobre a área de afloramento da formação Botucatu, ocupado com plantação de cana-de-açúcar, visando verificar o comportamento dos constituintes da vinhaça nas zonas não saturada e saturada e avaliar os métodos de monitoramento das zonas não saturada e saturada utilizados, em área submetida à fertirrigação. A área de estudo selecionada foi submetida a uma caracterização geológica e hidrogeológica utilizando-se amostras de solo e/ou sedimentos coletados em sondagens executadas com trados manuais , para determinação da constituição mineralógica e granulométrica das zonas não saturada e saturada. Foram coletadas também amostras indeformadas, em trincheiras escavadas na área, para confecção das curvas de retenção de água na zona não saturada. Poços de monitoramento foram instalados para determinação das variações do nível e sentidos de fluxo das águas subterrâneas. Estes dados foram úteis para a locação dos demais equipamentos de monitoramento e as áreas de aplicação de vinhaça. Com o intuito de obter-se medidas de potencial hidráulico e amostras de água para análises químicas pontuais da zona saturada foram instalados poços de monitoramento tipo multinível. Na zona não saturada foram instalados tensiômetros para determinação dos padrões de fluxo de água nesta zona e lisímetros de sucção visando a coleta de amostras de água para análise químicas. Foram instalados também panlisímetros com o intuito de se avaliar o fluxo por macroporos na zona não saturada. Os dados obtidos referentes ao fluxo de água na zona não saturada indicaram que existem dois padrões de fluxo, um que ocorre durante períodos de baixa pluviosidade e outro que ocorre durante o período de alta pluviosidade. O primeiro padrão de fluxo caracteriza-se pelos baixos valores de fluxo de água, que pode ser descendente ou ascendente. No segundo padrão de fluxo ocorrem altos valores de fluxo de água na zona não saturada, predominantemente descendente. A área de estudo foi dividida em três (1, 2 e 3) nas quais foram aplicadas diferentes taxas de vinhaça (150, 0 e '300m POT 3'/ha), que foi submetida à análises químicas. Os parâmetros utilizados nas análises químicas foram: cloreto orgânico dissolvido, sulfato, potássio, nitrogênio Kjeldahl total, nitrogênio amoniacal e nitrogênio nitrato. Quanto a qualidade das águas das zonas não saturada e saturada, notaram-se alterações nos valores dos parâmetros analisados na zona não saturada e para alguns parâmetros na zona saturada, após a aplicação da vinhaça. As análises químicas demonstram que os parâmetros cloreto, carbono orgânico dissolvido, nitrogênio Kjeldahl total, nitrogênio amoniacal e sulfato, atingiram as águas subterrâneas causando alterações nos seus valores naturais, após a aplicação da vinhaça. Desta forma, estes parâmetros, devem ser considerados na decisão da definição de taxas agronômicas de aplicação da vinhaça, com o intuito de resguardar as características naturais das águas subterrâneas. O potássio, elemento utilizado para definir as taxas de aplicação da vinhaça, e o nitrogênio nitrato não determinaram alterações significativas na qualidade das águas da zona saturada neste estudo. Foi constatado que os sedimentos da formação Botucatu apresentam baixa capacidade de retenção de água na zona não saturada e possuem alta capacidade de transporte dos constituintes da vinhaça. A zona saturada apresenta altos valores de velocidade das águas subterrâneas indicando rápido espalhamento dos constituintes da vinhaça. Desta forma, esta pesquisa demonstrou que a área de afloramento da formação Botucatu mostra-se extremamente vulnerável à mudanças nas características naturais das águas subterrâneas, devido à aplicação da vinhaça por fertirrigação.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
Vinasse, the main waste produced from the alcohol and sugar industrialization, has been widely appied on sugar cane plantations as a source of nutrients, mainty potassium, in order to substitute chemical fertilizers. Many researches demonstrated that vinasse is a efficient fertilizer, however there are few researches about the behavior of vinasse's constituents through unsaturated and saturated zones. The principal alcohol and sugar producer of Brazil is the São Paulo State which has extensive sugar cane plantations and which have been constantly submitted to the fertirrigation processes. This sugar cane plantations are located over the Botucatu and Bauru Aquifers which are the majors one in the São Paulo State. This research was developed in a selected area located over the outcrop area of Botucatu Formation, occupied by sugar cane plantation, This study was developed in order to verify the behavior of vinasse's constituents through unsaturated and saturated zones and to evaluate the monitoring methods of unsaturated and saturated zones utilized , in the area submited to the fertirrigation. The selected study area was submited to a geologic and hydrogeologic characterization, using soil and sediments cores colected in boreholes made with manual auger, in order to determine the mineralogical and granulometric constitution of unsaturated and saturated zones. Indisturbed cores were colected in trenches in order to make water retention curves in the unsaturated zone. Monitoring wells were installed to determine water levels and flow directions variations. These data were utilized to locate monitoring equipments and vinasse aplication areas. In order to collect hydraulic potencial measurements and ground-water samples, for punctual chemical analyses, multilevel monitoring wells were installed. Tensiometers were installed in order to determine water flux pattern of the unsaturated zone, as well as suction lysimeters to collect water samples to chemical analyses. Panlysimeters were installed in order to evaluate the macropores water flux. The unsaturated zone water flux data indicated that there are two flux patterns. One which occurs during low rain periods, and another one which occurs during high rain periods. The first flux pattern shows low water flux values, which may be ascendent or descendent. The second flux pattern shows high water flux values, predominantly descendent. The study area was subdivided in three areas (1, 2 and 3) where different rates of vinasse were applied (150, 0 e '330m POT. 3 '/ha). The vinasse was submited to chemical analysis. The parameters used in all chemical analysis were: chloride, dissolved organic carbon (DOC), sulphate, potassium, total Kjeldah!nitrogen(TKN), ammoniacal nitrogen and nitrate nitrogen. The water quality of unsaturated and saturated zones were altered .The chemical analysis, after the application of vinasse, showed that the parameters DOC, chloride, TKN, ammoniacal nitrogen and sulphate reached concentrations that were above the ground water natural values. In this way, these parameters should be considered in the definition of vinasse application rates. Actualy to define application rates of vinasse the parameter utilized is the potassium, which in this research did not determine, as well as nitrate nitrogen, changes on the ground water quality. The sediments of the Botucatu Formation showed low water retention capacity in the unsaturated zone and high vinasse's constituents transport capacity. The saturated zone showed high ground water velocity values indicating high vinasse's constituents transport. This research demonstrated that, the outcrop area of the Botucatu Formation is very vulnerable to changes on ground water quality characteristics that can be promoted by vinasse application by fertirrigation.
 
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Gloeden_Mestrado.pdf (7.28 Mbytes)
Data de Publicação
2015-06-08
 
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