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FITORREMEDIAÇÃO DE AQUÍFEROS
CONTAMINADOS POR NITRATO
XIX Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas
Mariana Bernardino Luiz
Ricardo Hirata
Rafael Terada
Fernando Saraiva
Norio Tase
Set/2016
INTRODUÇÃO
O que é o projeto?
Uma proposta de descontaminação do aquífero
Motivação do projeto?
Desenvolver uma técnica de baixo custo e de fácil
execução
Quando e onde?
Início: Outubro de 2013
Local: Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (SP)
FITORREMEDIAÇÃO
Fitorremediação (fito = planta e remediar = corrigir) é a tecnologia que utiliza
plantas para degradar, extrair, conter ou imobilizar contaminantes do solo e da
água.
Conhecida desde a década de 90.
As pesquisas nessa área procuram compreender a interação da planta com o
contaminante.
Técnicas disponíveis:
• fitoextração,
• rizofiltração,
• fitoestabilização,
• rizodegradação,
• fitodegradação,
• fitovolatilização,
• controle hidráulico
(EPA, 2009)
QUAL PLANTA UTILIZAR? EUCALIPTOS
1. Resistente ao contaminante
O Nitrato é um constituinte das plantas. Está presente nos
aminoácidos , nas proteínas, nos DNA e RNA e em outras
estruturas celulares.
2. Concentração do meio estar abaixo da sua toxicidade
Eucaliptos recebem adubação de 25 a 50g de N (nitrogênio)
por planta (EMBRAPA, 2000).
3. Ser capaz de se desenvolver na área contaminada
Concentração máxima observada no interior de fossas
sépticas são de 2,03 g/L (Varnier, 2007).
Fonte: Indústria Brasileira de Árvores (IBÁ), 2015
Estado
Área plantada com árvores
de eucaliptos (ha)
MG 1.400.232
SP 976.186
MS 803.699
BA 630.808
RS 309.125
ES 228.781
PR 224.089
MA 211.334
MT 187.090
PA 125.110
GO 124.297
TO 115.564
SC 112.944
AP 60.025
PI 31.212
Outros 18.157
4. Ser capaz de atingir a profundidade na
qual a contaminação está
Existe relação entre o eucalipto, o solo
e água subterrânea?
Os seus estômatos são capazes de
adaptarem-se ao clima da região.
As suas raízes são capazes de desenvolverem-se
radialmente e em profundidade.
Fonte: http://www.simbiotica.org/transporteplanta.htm, 2015.
EUCALIPTOS: CASOS EM QUE AS RAÍZES DO
EUCALIPTO CRESCERAM 10 M
ESPÉCIE DE
EUCALIPTO
PROFUNDIDADE
(m)
RAIO
(m)
REFERÊNCIA
E. leucoxylon ¹ >16,0 Cannon (1921)
E. baxteri >20,0 ¹ D.H. Ashtca (1981)
E. clelandi (Maiden) >2,5 >6,0 Shea et. al. (1978)
E. trivalva Blakely >2,0 >15,0 Shea et. al. (1978)
E. diversicolor >18,0 ¹ Campion (1926)
E. sp. 60 ¹ Jennings, (1971)
E. calophylla R. Br. 45 ¹ Campion (1926)
E. marginata 40 ¹ Dell et al (1983)
E. marginata 19 ¹ Carbon et al (1980)
E. viminalis Labill 17,7 ¹ Johnson et al. (1968)
E. gomphocephala 15 ¹ Lamont & Lange (1976)
E. marginata Sm. 15 ¹ Kimber (1974)
E. pilularis Sm. 10 ¹ Thompson & Hubble (1980)
E. saligna Sm. 10 ¹ Hosegood & Howland(1966)
E. camaldulensis 9 ¹ Day (1959)
E. gomphocephala 9 ¹ Day (1959)
E. Regnans F. J. Muell 7,1 13,6 Ashton (1975)
E. grandis W.Hill 5,6 ¹ In Nambiar (1990)
E. globulus Labill 4,2 >5,8 Giordano (1969)
¹ Dado não fornecido Fonte: Terada, 2014
Lintern (2012) observou a capacidade das raízes dos
eucaliptos em absorver os nutrientes do solo em
profundidade > 30 m.
Christina (2011) observou num experimento realizado em
Itatinga, que as raízes crescem cerca de 85 % da sua altura, e
chegou a atingir 10 m de profundidade.
Estação experimental de ciências florestais de Itatinga - EECFI
A estação é uma fazenda ocupada, principalmente eucaliptos, mas também
pinus, espécies nativas, etc.
A área está sob tutela da ESALQ – USP, o que permite que se desenvolvam
atividades científicas, acadêmicas e até comerciais.
Onde realizar o experimento?
1. Presença de eucaliptos desenvolvidos
2. Aquífero e solo não contaminados por nitrato
3. Ausente de fontes de contaminação por nitrato
4. Atividades organizadas e controladas
CARATERIZAÇÃO DA ÁREA
Localizada no Município de Itatinga no oeste paulista.
Itatinga é abrangido pelo Sistema Aquífero Bauru.
. Os terrenos que afloram na EECFI são
da Formação Marília.
MATERIAIS E MÉTODOS
IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO
Compreendeu as seguintes atividades:
1. Cobertura do piso com lona impermeável;
2. Escavação de valas ao redor da lona;
3. Os troncos foram circundados com cones invertidos
MATERIAIS E MÉTODOS
IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO – Relação água x eucalipto
após a cobertura do piso,
o processo contínua
ocorrendo?
A Chuva cai direto no solo Sim
B Chuva é interceptada pela copa da árvore Sim
C Chuva que passa pela copa e chega no piso Sim
D Evaporação Sim
E Escoamento pelo troco Não
F Escoamento superficial Sim
G Evaporação Sim
H Infiltração rápida - zona saturada Não
I Infiltração lenta - zona não saturada Não
K Recarga do aquífero Não
L Evapotranspiração Sim
Processos que ocorrem na relação do eucalipto
como o ciclo hidrológico
MATERIAIS E MÉTODOS
CARACTERIZAÇÃO LOCAL
Instalação de equipamentos e monitoramento da água subterrânea
1. Perfuração de sondagens e instalação de poços de monitoramento;
2. Ensaios de permeabilidade;
3. Medição de nível estabilizado dá água subterrânea por um ciclo hidrológico.
MATERIAIS E MÉTODOS
INJEÇÃO DAS PLUMAS DO NUTRIENTE NITRATO E DO TRAÇADOR CLORETO
E MONITORAMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA
Equipamento para injeção
500 mg/L na primeira injeção
2000 mg/L na segunda injeção
Monitoramento em campo do nitrato e do
cloreto com os equipamentos RQFlex e
DR2800.
RESULTADOS PARCIAIS
IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO
 Causou estresse hídrico
 Intensificou o crescimento das raízes
Raízes encontradas durante a perfuração das sondagens na zona não
saturada e zona saturada do solo
RESULTADOS PARCIAIS
IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO
 Causou estresse hídrico
 Intensificou o crescimento das raízes
Raízes encontradas durante o
monitoramento do nível d’água
Raízes encontradas em um poço
de monitoramento substituído
RESULTADOS PARCIAIS
Condutividade hidráulica: 1,04 X 10-5 m/s
Litologia: predominantemente arenosa (80% areia, 18% argila e 2% silte)
Sentido de fluxo: Leste para Oeste
RESULTADOS PARCIAIS
 O nível d’água na área da lona rebaixou nos períodos acompanhados em maior
intensidade que nos poços fora da lona
Superfície permeável
Superfície
impermeabilizada
 Níveis d’água variaram de 8,37m a 9,48m no período de 1 ano.
RESULTADOS PARCIAIS
Concentração de nitrato no tempo
 O nitrato e o cloreto ficaram restritos ao PM-02 em ambas as campanhas de injeção.
0.00
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PM-02 PM-06 PM-14
Injeção
RESULTADOS PARCIAIS
Consumo de cloreto e nitrato no tempo em mg/L (PM-02)
BIBLIOGRAFIA
United States Environmental Protection Agency.
Phytoremediation Handbook. 2009. 840p.
AGRADECIMENTOS
CAPES CNPq – Bolsa de mestrado
CEPAS – Apoio técnico
FAPESP – Auxílio financeiro a pesquisa

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FITORREMEDIAÇÃO DE AQUÍFEROS CONTAMINADOS POR NITRATO

  • 1. FITORREMEDIAÇÃO DE AQUÍFEROS CONTAMINADOS POR NITRATO XIX Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas Mariana Bernardino Luiz Ricardo Hirata Rafael Terada Fernando Saraiva Norio Tase Set/2016
  • 2. INTRODUÇÃO O que é o projeto? Uma proposta de descontaminação do aquífero Motivação do projeto? Desenvolver uma técnica de baixo custo e de fácil execução Quando e onde? Início: Outubro de 2013 Local: Estação Experimental de Ciências Florestais de Itatinga (SP)
  • 3. FITORREMEDIAÇÃO Fitorremediação (fito = planta e remediar = corrigir) é a tecnologia que utiliza plantas para degradar, extrair, conter ou imobilizar contaminantes do solo e da água. Conhecida desde a década de 90. As pesquisas nessa área procuram compreender a interação da planta com o contaminante. Técnicas disponíveis: • fitoextração, • rizofiltração, • fitoestabilização, • rizodegradação, • fitodegradação, • fitovolatilização, • controle hidráulico (EPA, 2009)
  • 4. QUAL PLANTA UTILIZAR? EUCALIPTOS 1. Resistente ao contaminante O Nitrato é um constituinte das plantas. Está presente nos aminoácidos , nas proteínas, nos DNA e RNA e em outras estruturas celulares. 2. Concentração do meio estar abaixo da sua toxicidade Eucaliptos recebem adubação de 25 a 50g de N (nitrogênio) por planta (EMBRAPA, 2000). 3. Ser capaz de se desenvolver na área contaminada Concentração máxima observada no interior de fossas sépticas são de 2,03 g/L (Varnier, 2007).
  • 5. Fonte: Indústria Brasileira de Árvores (IBÁ), 2015 Estado Área plantada com árvores de eucaliptos (ha) MG 1.400.232 SP 976.186 MS 803.699 BA 630.808 RS 309.125 ES 228.781 PR 224.089 MA 211.334 MT 187.090 PA 125.110 GO 124.297 TO 115.564 SC 112.944 AP 60.025 PI 31.212 Outros 18.157 4. Ser capaz de atingir a profundidade na qual a contaminação está
  • 6. Existe relação entre o eucalipto, o solo e água subterrânea? Os seus estômatos são capazes de adaptarem-se ao clima da região. As suas raízes são capazes de desenvolverem-se radialmente e em profundidade. Fonte: http://www.simbiotica.org/transporteplanta.htm, 2015.
  • 7. EUCALIPTOS: CASOS EM QUE AS RAÍZES DO EUCALIPTO CRESCERAM 10 M ESPÉCIE DE EUCALIPTO PROFUNDIDADE (m) RAIO (m) REFERÊNCIA E. leucoxylon ¹ >16,0 Cannon (1921) E. baxteri >20,0 ¹ D.H. Ashtca (1981) E. clelandi (Maiden) >2,5 >6,0 Shea et. al. (1978) E. trivalva Blakely >2,0 >15,0 Shea et. al. (1978) E. diversicolor >18,0 ¹ Campion (1926) E. sp. 60 ¹ Jennings, (1971) E. calophylla R. Br. 45 ¹ Campion (1926) E. marginata 40 ¹ Dell et al (1983) E. marginata 19 ¹ Carbon et al (1980) E. viminalis Labill 17,7 ¹ Johnson et al. (1968) E. gomphocephala 15 ¹ Lamont & Lange (1976) E. marginata Sm. 15 ¹ Kimber (1974) E. pilularis Sm. 10 ¹ Thompson & Hubble (1980) E. saligna Sm. 10 ¹ Hosegood & Howland(1966) E. camaldulensis 9 ¹ Day (1959) E. gomphocephala 9 ¹ Day (1959) E. Regnans F. J. Muell 7,1 13,6 Ashton (1975) E. grandis W.Hill 5,6 ¹ In Nambiar (1990) E. globulus Labill 4,2 >5,8 Giordano (1969) ¹ Dado não fornecido Fonte: Terada, 2014 Lintern (2012) observou a capacidade das raízes dos eucaliptos em absorver os nutrientes do solo em profundidade > 30 m. Christina (2011) observou num experimento realizado em Itatinga, que as raízes crescem cerca de 85 % da sua altura, e chegou a atingir 10 m de profundidade.
  • 8. Estação experimental de ciências florestais de Itatinga - EECFI A estação é uma fazenda ocupada, principalmente eucaliptos, mas também pinus, espécies nativas, etc. A área está sob tutela da ESALQ – USP, o que permite que se desenvolvam atividades científicas, acadêmicas e até comerciais. Onde realizar o experimento? 1. Presença de eucaliptos desenvolvidos 2. Aquífero e solo não contaminados por nitrato 3. Ausente de fontes de contaminação por nitrato 4. Atividades organizadas e controladas
  • 9. CARATERIZAÇÃO DA ÁREA Localizada no Município de Itatinga no oeste paulista. Itatinga é abrangido pelo Sistema Aquífero Bauru. . Os terrenos que afloram na EECFI são da Formação Marília.
  • 10. MATERIAIS E MÉTODOS IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO Compreendeu as seguintes atividades: 1. Cobertura do piso com lona impermeável; 2. Escavação de valas ao redor da lona; 3. Os troncos foram circundados com cones invertidos
  • 11. MATERIAIS E MÉTODOS IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO – Relação água x eucalipto após a cobertura do piso, o processo contínua ocorrendo? A Chuva cai direto no solo Sim B Chuva é interceptada pela copa da árvore Sim C Chuva que passa pela copa e chega no piso Sim D Evaporação Sim E Escoamento pelo troco Não F Escoamento superficial Sim G Evaporação Sim H Infiltração rápida - zona saturada Não I Infiltração lenta - zona não saturada Não K Recarga do aquífero Não L Evapotranspiração Sim Processos que ocorrem na relação do eucalipto como o ciclo hidrológico
  • 12. MATERIAIS E MÉTODOS CARACTERIZAÇÃO LOCAL Instalação de equipamentos e monitoramento da água subterrânea 1. Perfuração de sondagens e instalação de poços de monitoramento; 2. Ensaios de permeabilidade; 3. Medição de nível estabilizado dá água subterrânea por um ciclo hidrológico.
  • 13. MATERIAIS E MÉTODOS INJEÇÃO DAS PLUMAS DO NUTRIENTE NITRATO E DO TRAÇADOR CLORETO E MONITORAMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA Equipamento para injeção 500 mg/L na primeira injeção 2000 mg/L na segunda injeção Monitoramento em campo do nitrato e do cloreto com os equipamentos RQFlex e DR2800.
  • 14. RESULTADOS PARCIAIS IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO  Causou estresse hídrico  Intensificou o crescimento das raízes Raízes encontradas durante a perfuração das sondagens na zona não saturada e zona saturada do solo
  • 15. RESULTADOS PARCIAIS IMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO  Causou estresse hídrico  Intensificou o crescimento das raízes Raízes encontradas durante o monitoramento do nível d’água Raízes encontradas em um poço de monitoramento substituído
  • 16. RESULTADOS PARCIAIS Condutividade hidráulica: 1,04 X 10-5 m/s Litologia: predominantemente arenosa (80% areia, 18% argila e 2% silte) Sentido de fluxo: Leste para Oeste
  • 17. RESULTADOS PARCIAIS  O nível d’água na área da lona rebaixou nos períodos acompanhados em maior intensidade que nos poços fora da lona Superfície permeável Superfície impermeabilizada  Níveis d’água variaram de 8,37m a 9,48m no período de 1 ano.
  • 18. RESULTADOS PARCIAIS Concentração de nitrato no tempo  O nitrato e o cloreto ficaram restritos ao PM-02 em ambas as campanhas de injeção. 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 72 84 96 108 120 132 144 168 192 216 240 288 336 PM-02 PM-06 PM-14 Injeção
  • 19. RESULTADOS PARCIAIS Consumo de cloreto e nitrato no tempo em mg/L (PM-02)
  • 20. BIBLIOGRAFIA United States Environmental Protection Agency. Phytoremediation Handbook. 2009. 840p.
  • 21. AGRADECIMENTOS CAPES CNPq – Bolsa de mestrado CEPAS – Apoio técnico FAPESP – Auxílio financeiro a pesquisa