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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.8.2022.tde-02062023-105112
Documento
Autor
Nome completo
Francisco Afonso Cavalcanti Junior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2022
Orientador
Banca examinadora
Oliveira, Déborah de (Presidente)
Pereira, Edilea Dutra
Toledo, Maria Cristina Motta de
Tommaselli, José Tadeu Garcia
Título em português
Estudo do solo como atenuador da contaminação das águas subterrâneas em Turiaçu MA
Palavras-chave em português
Adsorção
Água subterrânea
Atenuação
Contaminação
Solo tropical
Turiaçu
Resumo em português
Os solos possuem propriedades físicas, químicas, eletroquímicas, mineralógicas e microbiológicas capazes de fornecer algum grau de atenuação no processo de contaminação das águas subterrâneas, sendo importantes aliados na disponibilidade natural desse recurso em condições mínimas de consumo, principalmente, para regiões pobres que sofrem com a ausência ou precariedade do saneamento básico. Este trabalho buscou contribuir para o entendimento de uma possível atenuação da contaminação das águas subterrâneas no perímetro urbano da cidade de Turiaçu, estado do Maranhão, Brasil, estudando as condições ambientais do solo; como os aspectos físicos e geoquímicos. Foi utilizada uma combinação de procedimentos metodológicos de investigação em solos; que envolvem a descrição morfológica, análise física e química do solo, difração e fluorescência de raios X; e a análise físico-química da água; os resultados foram analisados de forma conjunta pelo método sistêmico utilizando a presença de nitrato (NO3-) no sistema como indicador de contaminação. Os resultados mostraram que o valor da carga do solo inferida teoricamente por ∆pH (pH KCL - pH H2O), em todos os perfis, foi predominantemente negativa, esse predomínio não anula outras cargas. Apesar da análise da qualidade das águas indicar a presença de NO3- seus valores se mantiveram bem abaixo do limite estabelecido para consumo pela Portaria nº 2.914/2011 do Ministério da Saúde e pela resolução CONAMA nº 396/2008, o mesmo aconteceu para nitrito (NO2-) e para amônia (NH3). Os perfis de solo ao longo das vertentes possuem um pH que em profundidade é caracterizado como fortemente ácido e distante do PCZ dos óxidos de ferro e alumínio, indicando aumento da CTA dessas partículas que podem adsorvem o NO3-. Os óxidos de alumínio e de ferro presentes nos solos de Turiaçu tiveram papel fundamental em retardar a mobilização do íon NO3- e a consequente concentração desse ânion nas águas subterrâneas. Para este estudo, inferir teoricamente a capacidade que um solo possui de adsorver ânions, em especial o NO3-, somente a partir da carga predominante determinada pelo valor de ∆pH é muito limitado, pois mesmo as partículas coloidais de carga variável possuem características de gênese e composição que produzem cargas eletroquímicas diferentes e que se comportam de forma diferente a depender das alterações químicas na solução do solo, ou seja, uma mesma condição pode gerar efeitos diferentes nas partículas coloidais do solo dependendo de sua natureza. Para etapas futuras a aplicação de técnicas de investigação em microbiologia do solo poderá auxiliar em uma resposta mais ampla, pois microrganismos anaeróbios também podem exercer influência no processo de atenuação da contaminação das águas subterrâneas ao metabolizarem NO3- no ambiente solo com ausência ou escassez de oxigênio.
Título em inglês
Study of the soil as an attenuator of groundwater contamination in Turiaçu - MA
Palavras-chave em inglês
Adsorption
Attenuation
Contamination
Groundwater
Tropical soil
Turiaçu
Resumo em inglês
The soils have physical, chemical, electrochemical, mineralogical and microbiological properties capable of providing some degree of attenuation in the process of groundwater contamination, being important allies in the natural availability of this resource under minimal conditions of consumption, especially for poor regions suffering from the absence or precariousness of basic sanitation. This research sought to the understanding of a possible attenuation of groundwater contamination in the urban perimeter of the city of Turiaçu, State of Maranhão, Brazil, studying the environmental conditions of the soil; such as physical and geochemical aspects. A combination of methodological procedures for soil investigation was used; morphological description, soil physical and chemical analysis, X-ray diffraction and fluorescence; and the physical-chemical analysis of water; the results were analyzed jointly by the systemic method using the presence of nitrate (NO3-) in the system as an indicator of contamination. The results showed that the soil load value inferred theoretically by ∆pH (pH KCL - pH H2O), in all profiles, was predominantly negative, this predominance does not cancel out other loads. Although the analysis of water quality indicates the presence of NO3- its values remained well below the limit established for consumption by Ordinance Nº 2,914/2011 of the Ministry of Health of the Brazil and by CONAMA resolution Nº 396/2008, the same happened for nitrite (NO2-) and ammonia (NH3). Soil profiles away from the strands have a pH that in depth is characterized as strongly acidic and distant from the PZC of iron and aluminum oxides, indicating increasing from AEC of these particles that can adsorb NO3-. The aluminum and iron oxides present in Turiaçu soils played a fundamental role in delaying the mobilization of ion NO3- and the consequent concentration of this anion in groundwater. For this study, theoretically infer the capacity that a soil has of adsorb anions, especially NO3-, only from the predominant load determined by ∆pH value is very limited, because even colloidal particles of variable load have characteristics of genesis and composition that produce different electrochemical charges and that behave differently depending on chemical changes in the soil solution, that is, the same condition can generate different effects on the colloidal particles of the soil depending on its nature. For future steps, the application of research techniques in soil microbiology may help in a broader response, as anaerobic microorganisms can also influence the process of attenuating groundwater contamination by metabolizing NO3- in the soil environment with absence or scarcity of oxygen.
 
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Data de Publicação
2023-06-02
 
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