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Painel: Pegada HPainel: Pegada Híídrica das Produdrica das Produçções Pecuões Pecuáárias rias

A A ÁÁGUA CINZAGUA CINZA

Ricardo Figueiredo

[email protected]

Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna -

SP

II Simpósio em Produção Animal e Recursos Hídricos -

II SPARH, São Carlos, 2012

II Simpósio Produção Animal e Recursos Hídricos – II SPARH

22 e 23 de março de 2012 - São Carlos,SP

mailto:[email protected]

PEGADA HÍDRICA CINZA

-Fonte:

-

É

o volume necessário de água para assimilar a carga de poluentes baseada nas concentrações de "background" (nível de base) e nos padrões de qualidade de água .

-

Esse conceito se baseia no reconhecimento de que a magnitude da

poluição hídrica pode ser expressa em termos de volume de água requerido para diluir as concentrações de poluentes de tal forma que eles se tornem inofensivo.



-

Para FONTE PONTUAL de poluição a Pegada Cinza é

calculada por meio da divisão da carga do poluente (L, em massa/tempo) pela diferença entre os padrões de qualidade de água para o poluente (a concentração máxima aceitável Cmax, em massa/volume) e a concentração natural do corpo hídrico receptor (Cnat, em massa/volume). A unidade resultante para a pegada cinza é

portanto

"volume/tempo".

-

A concentração natural no corpo hídrico receptor é

a concentração nesse corpo d'água que ocorreria caso não houvesse perturbações antrópicas

em sua bacia. Para

substâncias que não ocorrem naturalmente

na água Cnat

é

igual a zero.

-

Quando as concentrações naturais

num corpo d'água receptor não

são exatamente conhecidas, mas são estimadas como baixas, para simplificação do cálculo assume-

se

que Cnat

é

igual a zero. Isso, no entanto, resultará

numa subestimativa

da pegada cinza caso o Cnat

não seja realmente igual a zero.

WF proc.grey

= L / (Cmax

- Cnat) [volume / time]



-

Alguém pode perguntar porque a concentração natural no corpo hídrico é

usada com referência e não a sua concentração real. A razão

é

que a pegada cinza é

um indicador da capacidade apropriada de assimilação. A capacidade de assimilação de um corpo hídrico receptor depende da diferença entre a concentração máxima permitida e a concentração natural da substância. Se compararmos a concentração máxima permitida com a concentração real de uma substância, estaremos contemplando a capacidade residual (remaining) de assimilação, a qual obviamente muda o tempo todo em função do nível real de poluição de um determinado momento.



FONTES DIFUSAS DA PEGADA HÍDRICA CINZA

-

Estimar-se a carga química no caso de fontes difusas de poluição hídrica não é direto e simples como no caso de fontes pontuais. Quando um elemento químico é

aplicado no solo, como no caso de resíduos sólidos ou uso de fertilizantes ou pesticidas, pode ocorrer que uma fração dele lixivie

até

os estoques de água

subterrânea ou escoe superficialmente até

um curso d'água superficial. Nesse caso, a carga de poluente é

uma fração da quantidade aplicada do elemento que chega ao

corpo d'água subterrânea ou superficial. A quantidade do elemento aplicado pode ser medida, mas a fração do elemento que alcança os corpos hídricos não pode ser medida, já

que sua entrada nesse corpo d'água se dá

de maneira difusa, não sendo

claro, portanto, quando e onde medir.

-

Uma solução

é

medir a qualidade da água na saída da bacia (deflúvio) , mas diferentes fontes de poluição misturam-se, de maneira que o desafio torna-se realizar medidas de concentrações dos poluentes em diferentes fontes. Consequentemente, a prática

comum e aqui também recomendada, é

estimar a

fração do elemento aplicado que entra no corpo hídrico utilizando modelos simples ou mais avançados.




-

O modelo mais simples é

assumir que uma certa fração fixa do elemento aplicado atinge o corpo hídrico subterrâneo ou superficial:

-

O fator adimensional α

representa a fração que lixivia

e escoa, sendo definida como a fração do poluente que chega ao corpo hídrico.

-

A variável Appl

representa a quantidade aplicada do elemento químico no solo (em massa/tempo).

-

Esse é

o método menos detalhado para estimar-se a pegada hídrica cinza no caso da poluição difusa; portanto, é

recomendado utilizá-lo apenas como um método

“default”

quando não existe tempo para um estudo detalhado.

-

Maiores níveis de detalhamento são possíveis, e são propostos distingui-los em três níveis: do Nível 1 (método “default”) ao Nível 3 (método mais detalhado). Do nível 1 ao 3 a acurácia

aumenta, mas a plausibilidade diminui. Nos níveis 2 e 3 são

usados dados mais específicos e métodos avançados.

WF proc.grey

= L / (Cmax

- Cnat) = (α

x Appl) / (Cmax

- Cnat) [volume / time]




-

O Nível 1

utiliza uma fração fixa para transformar os dados da quantidade do elemento

aplicado no solo para uma estimativa da quantidade do elemento que chega ao corpo hídrico subterrâneo ou superficial. A fração é

derivada da literatura e deve depender do elemento

considerado. Esse estimativa do Nível 1 serve como uma primeira estimativa geral, mas obviamente exclui fatores relevantes como tipo de solo, práticas agrícolas, hidrologia de solos e interação entre os diferentes elementos e o solo.

-

O Nível 2

aplica abordagens com modelos padronizados e simplificados, os quais podem ser

usados baseando-se em uma ampla base de dados disponíveis (tais como balanços de nutrientes na agricultura, dados de perdas de solo, informações hidrológicas, pedológicas e hidromorfológicas

básicas). Esses modelos simples e padronizados devem ser derivados de

modelos aceitos e validados.

-

O Nível 3

usa uma técnica de modelagem sofisticada quando os recursos disponíveis

permitem e há

necessidade de maior precisão. Considerando haver disponibilidade de

modelos dinâmicos de fluxos de contaminantes através do solo, sua complexidade frequentemente

os torna inapropriados para uso em modelagem da carga de poluição difusa

do tipo Nível 3. Entretanto, modelos empíricos validados e alimentados pelas informações das práticas agropecuárias, e que usam dados simplificados de solo e clima, são agora disponibilizados para uso em estudos de poluição difusa. Os estudos do Nível 3 devem ser usados para refinar as estimativas do Nível 2.



In: Pegada Hídrica e a produção de aves de corte, Julio Cesar P. Palhares, http://www.avisite.com.br/cet/trabalhos.asp?codigo=224

Obs.1-

Para Água Cinza foi considerado apenas a lixiviação de adubo nitrogenado lixiviado (10% do aplicado)Obs.2-

Águas Cinza e Azul são maiores no sistema industrial. Na perspectiva da pegada hídrica, sistema a pasto é

mais recomendável.Obs.3-

Água Cinza compete em volume com Água Azul, mas seus danos relacionados ao ecossistema aquático não são computados.



TEMAS

• Hidrogeoquímica

• Biogeoquímica

• Bacias Hidrográficas

• Relações com Uso da Terra

-

A ÁGUA interliga fenômenos

da atmosfera interior e da litosfera, e interfere na vida vegetal, animal e humana, a partir da interação com os demais elementos do ambiente.

-

Fatores Condicionantes da

Hidrobiogeoquímica de Bacias: Clima + Topografia + Geologia + Tipo de Solo + Vegetação + Uso da Terra (Agricultura)

EVAPOTRANSPIRAÇÃO PRECIPITAÇÃO

Escoamento Superficial

Escoamento Sub-superficial

LençolFreático

Descarga

Aporte subterrâneo

FormaFormaçção dos rios / Ciclo hidrolão dos rios / Ciclo hidrolóógico na baciagico na bacia



Alterações antrópicas nos fluxos de nutrientes em bacias

Ex. Aumento de fluxos de N e Ca devido ao desmatamento.

ciclosalterados…



2a OrdemFloresta

2a OrdemPastagem

4a OrdemPastagem

(manchas de floresta)O2NO3POCPONPO4

3

-

-

O2NO3POCPONPO4

3

-

- O2NO3POCPONPO4

3

-

-

APORTES E TRANSPORTE DE C, N e P

• Alterações nas concentrações de C, N, P e O2

em águas fluviais devido ao uso da terra. • Razão N:P também alterada com conseqüências para a biota aquática. • Fatores relacionados: floresta/sombra; pastos/macrófitas e capins no canal.



SOLOS, USO DA TERRA E QUÍMICA DAS ÁGUAS DO RIO JI-PARANÁ

CETC % PastoCond. 0,396 0,606Na+ 0,202 0,754K+ 0,145 0,626Ca2+ 0,538 0,502Mg2+ 0,551 0,498Cl 0,198 0,692PO4

3 0,182 0,794-

TZ+0-200

201-450451-700

Regressão linear múltipla, relacionandocaracterísticas do solo, usos e químicadas águas da bacia do rio Ji-Paraná: p<0,005

-



> >



Four Streams All Streams

Component Predictor P value Sign of

correlationPredictor P value

Sign of

correlation

Temperature % Forest 0.001 - % Forest 0.0060 -

O2 % Forest 0.0001 - % Crop 0.0109 -

pH % Forest 0.03 - ------- -NS-

Conductivity % Forest 0.001 - % Pasture 0.0004 +

NO3- % Forest 0.0001 + % Pasture 0.0479 -

Na+ % Crop 0.018 + % Crop 0.0010 +

Cl- ------- -NS- % Crop 0.0008 +

Turbidity ------- -NS- % Crop 0.0330 +

Mg2+ ------- -NS- % Pasture 0.0003 -

K+ ------- -NS- % Pasture 0.0020 -

SO42- ------- -NS- % Pasture 0.0509 -

Alkalinity ------- -NS- ------- -NS-

Ca2+ ------- -NS- ------- -NS-

NH4+ ------- -NS- ------- -NS-

PO43- ------- -NS- ------- -NS-

Efeitos do uso da terra sobre parâmetros hidrogeoquímicos

O modelo de mistura com repetições de medidas incluiu mês como efeito fixo, e igarapé

e estação como randômico.



Em “Memória e Insumos do 5º

Workshop AWS-ALC , São Paulo, nov/2011”, lemos:

Qualidade da água

Filosofia: O que é

qualidade de água? Para quem?

Aspectos físicos, químicos e biológicos Requerimentos do Ecossistema Internacionalização do conhecimento (aproveitar, por setor, o que é

feito em outros lugares) Legitimação da entidade certificadora pode fomentar/direcionar as políticas públicas Responsabilidade dos diferentes usuários da mesma bacia

Dificuldade/Necessidade: Ausência de dados sobre qualidade da água de rios, córregos, bacias, etc. Visualizar/Avaliar a unidade e o todo, dentro de uma bacia

Critérios:

Cumprimento da legislação. Uma multinacional que está

em diversos países, o ideal

seria que ela cumprisse a legislação do país mais rígido aos quais ela se encontra. Critérios mínimos para locais que não possuem legislação específica

Avaliação da situação inicial (ator/usuário e bioma/bacia); 2) Estabelecimento de

metas; 3) Reavaliação (metas foram atendidas?) e 4) Estabelecimento de novas metas.

Destinação de recursos para gerar conhecimento (através de pesquisas) em qualidade

de água e uso responsável da água

Premiação pela redução do impacto. (só

fica difícil comparar entre indústrias, já

que

umas estão mais otimizadas que outras e não podem ser penalizadas nesse critério por já

serem melhores e terem menos oportunidade de reduzir).



Obrigado !

“Pertencemos à

criação e somos parte dela, mas também temos nela um lugar especial. Devemos, ao aceitar esse lugar, aceitar as responsabilidades que vêm com ele. “

(F. Van Dyke, D.C. Mahan, J.K. Seldon, e R.H. Brand, “A Criação Redimida”, Editora Cultura Cristã, 1999)



Apresentador

Notas de apresentação

Fred G. Van Dyke, Ph.D. - Professor and Chair of the Biology Department at Wheaton College, Wheaton, IL David C. Mahan, Ph.D. - Biology Professor at Western Michigan University Joseph K. Sheldon, Ph.D. - Professor of Biology and Environmental Science at Messiah College R.H. Brand

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