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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.1999.tde-16112015-141257
Document
Author
Full name
Celia Alves Surita
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1999
Supervisor
Committee
Ellert, Nelson (President)
Alexandre, Gisela Angelina Levatti
Cunha, Rodrigo César de Araújo
Mortatti, Jefferson
Sigolo, Joel Barbujiani
Title in Portuguese
Avaliação de contaminação de águas intersticiais e solo, devido a disposição de efluentes de curtimento em superfície - um estudo de campo
Keywords in Portuguese
Manejo do solo
Recursos hídricos (Gerenciamento)
Resíduos sólidos
Abstract in Portuguese
A indústria de beneficiamento do couro utiliza grande volume de água durante os processos de produção, apresentando como consequência elevada carga de efluentes e lodo, de composição complexa e elevada toxicidade. No Estado de São Paulo, estes resíduos vêm sendo, em geral, descartados em solo agrícola ou depositos em superfície. Os efeitos destas deposições sobre a qualidade do meio ainda são desconhecidos. Este trabalho foi elaborado com o objetivo de avaliar o comportamento hidrogeoquímico de alguns contaminantes em meio poroso não saturado, através de um experimento realizado em campo com disposições de efluentes em superfície de solo não impactado. Pretendendo-se assim, contribuir para o gerenciamento de recursos hídricos e avaliação de qualidade de solo. O trabalho começou com o levantamento das características das águas em subsuperfície e solo, antes das disposições. Após as disposições em uma área de 3 m x 3 m, as águas foram amostradas periodicamente a cada 0,50 m de profundidade e o solo impactado coletado no final do período de monitoramento. Observou-se elevadas concentrações de íons e nitrato em águas intersticiais que migraram em direção à zona saturada. Houve aumento de condutividade elétrica passando de '<ou=' 400 'MÜ'S/cm a '>ou=' 11.000 'MÜ'S/cm; diminuição do pH até 3,7; aumento da dureza de '<ou=' ppm a > 620 ppm de 'CaCO IND.3'; aumento do índice de adsorção de sódio de '<ou='1 até 38. Alguns íons que não foram adicionados ao meio com os efluentes, apresentaram elevados teores em solução, como o manganês e bário. Esta disponibilização foi atribuida à elevada carga de eletrólitos, principalmente ao 'NaCl e à hidrólise do 'Al(OH) IND.3'. O aumento dos teores de íons em solução, principalmente manganês e chumbo, ocorreram com a diminuição do pH (pH < 5,0). O cromio adicionado ao solo foi praticamente todo adsorvido. Parte do Cr(III) foi subsequentemente oxidado, sendo detectado Cr(VI) em solução nos períodos de maior umidade (janeiro e março, 1997). A concentração do ferro total diminui durante o período de monitoramento, indicando que o Cr(III) e o Fe(t) foram imobilizados por processos de precipitação, coprecipitação e/ou adsorção. Os compostos de enxofre contribuiram para a redução do meio e consequente retenção do crômio pelo Fe(III). Os ensaios de extração sequencial confirmaram a não disponibilidade do crômio, nem capacidade de troca, apresentando maior afinidade com a matéria orgânica, onde ela é mais concentrada. Somente em amostras com maior enriquecimento deste íon é que ele foi encontrado ligado a matéria orgânica e associado aos óxidos, indicando que, se houver baixo teor de matéria orgânica ele se associará aos óxidos. O manganês, porsua vez, apresentou facilidade de mobilização tanto em relação à troca com os eletrólitos, quando ao desligamento da matéria organica e dissociação dos óxidos, indicando elevado potencial de contaminação das águas. O alumínio foi regularmente desorvido em todas as etapas de extração mostrando que o pH abaixo de 4,o é carregado em alumínio trocável, causando aumento da acidez do meio. Os resultados deste experimento mostraram os efeitos iniciais de um processo de impactação. Deposições de resíduos de curtimento em ambiente com as características similares ao do local do experimento, provocara efeitos indesejáveis para a qualidade das águas e do solo, cuja intensidade será função dos teores dos contaminantes, percolação das águas das chuvas e do tempo.
Title in English
Not available.
Keywords in English
Not available.
Abstract in English
The leather-tanning industry produces large quantities of residues (efluente and sludge) with complex composition and high toxicity. In the state of São Paulo, these residues are discharge into agricultural soil or simply onto the ground surface. The effects of this disposal about environment quality are not known. This study evaluates the behavior of contaminants in unsaturated soil through a field experiment with effluent disposal onto the ground surface. In addition, it contributes to the management of water resources and soil quality evaluation. Field measurements began with water and soil sampling in order to understand "in natura" conditions. After the disposal of effluents onto the sample plot (3 m x 3 m), soil-water samples were periodically collected at. 0.5 m depth throughout the study. At the end of the study, soil samples were taken. The effluents introduced high concentrations of ions and nitrates into soil water that migrated to the saturated zone. An increase in electrical conductivity from < 400 'MÜ'S/cm to > 11,000 'UM'S/cm observed; pH decreased to 3.7; hardness increased from 'maior ou igual' 100 ppm to > 620 ppm to > 620 ppm 'CaCO IND. 3'; and there was an increase in sodium adsorption ratio from 'menor ou igual' 1 to 38. Some ions not present in the original effluents, presented high concentrations in solution, such as manganese and barium. Their availability was related to the high concentratios of NaCl. In addition, the increase of the aluminium ion concentration was attributed to Na+ exchange and hydrolysis of 'Al(OH) IND. 3'. The ion content of water increased with the lowering of pH (pH < 5.0), mainly lead and manganese. The chromium added to the soil was almost completely adsorbed. Part of the Cr(iii) was subsequently oxidized and could be detected in solution during the wet season (January and March, 1997). Total iron concentration decreased during the field monitoring, showing that Cr(lll) and the Fe(t) were retained due to precipitation, coprecipitation and/or adsorption processes. Sulphur compounds contributed to the Cr reduction and retention by Fe(lll). Sequential extraction experiments of contaminated soil samples confirmed that chromium does not become readily available nor presents exchange capacity. Rather, it presents strong affinity with high concentrations of organic matter. Nevertheless, only in the chromium enriched samples, was the ion chromium linked with to organic matter and oxides, showing that if there is a low organic matter content in the environment, the chromium will associate with the oxides. On the other hand, manganese presented high mobilization either in relation to electrolytic exchange or dissociation with the organic matter or oxide dissociation, showing an elevated potential for contamination of water. The aluminium ion was desorbed regularly during all extraction steps, showing that soils with pH lower than 4.0 contain exchangeable aluminium, promoting acidulation. These results show the initial effect of the contamination process. The disposal of leather-tanning sludges or effluents into the environment with similar characteristics to the case studied promote undersirable effects to both the water and soil quality, Their intensity will depend on the concentrations contaminant, percolation of rain waters, and time.
 
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Surita_Doutorado.pdf (20.97 Mbytes)
Publishing Date
2015-11-17
 
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