FITORREMEDIAÇÃO DE AQUÍFEROS CONTAMINADOS

POR NITRATO

XIX Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas

Mariana Bernardino LuizRicardo HirataRafael TeradaFernando SaraivaNorio 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

EstadoÁrea plantada com árvores

de eucaliptos (ha)MG 1.400.232SP 976.186MS 803.699BA 630.808RS 309.125ES 228.781PR 224.089MA 211.334MT 187.090PA 125.110GO 124.297TO 115.564SC 112.944AP 60.025PI 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 desenvolvidos2. Aquífero e solo não contaminados por nitrato3. Ausente de fontes de contaminação por nitrato4. 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 MÉTODOSIMPERMEABILIZAÇÃO DO PISO – Relação água x eucalipto

após a cobertura do piso, o processo contínua

ocorrendo?A Chuva cai direto no solo SimB Chuva é interceptada pela copa da árvore SimC Chuva que passa pela copa e chega no piso SimD Evaporação SimE Escoamento pelo troco NãoF Escoamento superficial SimG Evaporação SimH Infiltração rápida - zona saturada NãoI Infiltração lenta - zona não saturada NãoK Recarga do aquífero NãoL Evapotranspiração Sim

Processos que ocorrem na relação do eucalipto como o ciclo hidrológico

MATERIAIS E MÉTODOSCARACTERIZAÇÃO 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 MÉTODOSINJEÇÃO DAS PLUMAS DO NUTRIENTE NITRATO E DO TRAÇADOR

CLORETO E MONITORAMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEAEquipamento para injeção

500 mg/L na primeira injeção2000 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.

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 72 84 96 108 120 132 144 168 192 216 240 288 3360.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

PM-02 PM-06 PM-14

Injeção

RESULTADOS PARCIAISConsumo 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