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UNIVERSIDADE DE RIBEIRÃO PRETO
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, NATURAIS TECNOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA
AMBIENTAL
Avaliação dos Hidrocarbonetos Leves Gerados no Solo e em
Sedimentos Recentes da Região de Ribeirão Preto
Marisa Milena da Silva
Ribeirão Preto
2007
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Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
Marisa Milena da Silva
Avaliação dos Hidrocarbonetos Leves Gerados no Solo e em
Sedimentos Recentes da Região de Ribeirão Preto
Dissertação apresentada à Universidade de Ribeirão
Preto à comissão de pós-graduação do curso de
Mestrado Profissionalizante em Tecnologia
Ambiental como parte dos quesitos para obtenção
do Título de Mestre em Tecnologia Ambiental.
Orientadora: Profa. Dra. Cristina F. P. Rosa
Paschoalato.
Ribeirão Preto
2007
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Ficha catalográfica preparada pelo Centro de Processamento Técnico da
Biblioteca Central da UNAERP
- Universidade de Ribeirão Preto -
Silva, Marisa Milena da, 1979 -
S381a Avaliação dos hidrocarbonetos leves gerados no solo e em sedimentos
recentes da região de Ribeirão Preto / Marisa Milena da Silva. - -
Ribeirão Preto, 2007.
94 f. + apêndices e anexos.
Orientadora: Profª. Drª. Cristina Filomena P. Rosa
Paschoalato.
Dissertação (mestrado) – Departamento de Pós-Graduação
em Tecnologia Ambiental da Universidade de Ribeirão Preto,
área de concentração: Controle da Poluição da Água.
Ribeirão Preto, 2007.
1. Hidrocarbonetos. 2. Cromatografia de gás. 3. Metano. I.
Título.
CDD: 628.44
Agradecimentos
À Universidade de Ribeirão Preto – UNAERP e ao programa de Pós-graduação
em Tecnologia Ambiental, pela oportunidade a mim dada;
Ao CENPES PETROBRÁS, pela bolsa de estudo concedida e por me acreditar;
À Profa. Dra. Cristina Paschoalato, pela orientação deste trabalho e sua
dedicação;
Ao Prof. Ms Rodrigo Latanze, pelos ensinamentos de cromatografia, pela
paciência, pela amizade e, sem o qual, essa pesquisa não seria possível;
Às alunas de iniciação científica do Laboratório de Recursos Hídricos Lorraine
Bernardes Borges e Mônica de Cássia Luciano pela colaboração nas análises
laboratoriais realizadas;
Ao Dr. Justo Camejo Ferreira (CENPES) pelo apoio e incentivo no
desenvolvimento da pesquisa;
Ao Eng.Químico Danilo Morais Baratto, do Laboratório de Química Agrícola
da UNAERP, pelas análises químicas de solo;
A todos os colegas e Professores do Programa de Mestrado em Tecnologia
Ambiental da Universidade de Ribeirão Preto.
À todos aqueles que, de alguma forma, contribuíram para a realização deste
trabalho.
Muito obrigada!
Dedico este trabalho
À Deus por todos os momentos da minha vida, aos meus pais pela compreensão,
paciência e apoio a mim dedicado.
À todos que de alguma forma colaboraram para a concretização deste trabalho.
Á Alessandro Perticarrari, por seu amor e carinho a mim dedicado mesmo nos
momentos de ausência tomados para realização e concretização desta pesquisa.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS.............................................................................................. i
LISTA DE TABELAS............................................................................................. ii
SIGLAS E ABREVIATURAS................................................................................ iv
RESUMO................................................................................................................. vi
ABSTRACT............................................................................................................. vii
1 INTRODUÇÃO....................................................................................................... 1
2 OBJETIVO...............................................................................................................
3
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................ 4
3.1 Qualidade do solo.....................................................................................................
4
3.1.1 Atributos biológicos e microbianos do solo........................................................... 4
3.1.2 Diversidade e biomassa............................................................................................
5
3.1.3 Transformação do material orgânico no solo...........................................................
6
3.1.4 Hidrocarbonetos no solo.......................................................................................... 11
3.1.5 Geração de hidrocarbonetos próximos à superfície................................................. 12
3.1.6 Microbiologia do solo envolvida na biodegradação................................................ 13
3.2 Geologia de Ribeirão Preto...................................................................................... 14
3.2.1 Geologia local......................................................................................................... 15
3.2.2 Grupo São Bento...................................................................................................... 15
3.2.3 Depósitos cenosóicos (Qs)...................................................................................... 16
3.3 Geomorfologia......................................................................................................... 16
3.3.1 Pedologia..................................................................................................................
16
3.3.2 Latossolo-roxo........................................................................................................ 17
3.3.3 Latossolo vermelho-escuro...................................................................................... 17
3.3.4 Latossolo vermelho-amarelo.................................................................................... 17
3.3.5 Terra Roxa estruturada............................................................................................. 18
3.3.6 Areia quartzosa profunda........................................................................................ 18
3.3.7 Solos hidromórficos................................................................................................ 18
3.3.8 Solos litólicos.......................................................................................................... 18
3.3.9 Cambissolos............................................................................................................. 18
3.4 Variáveis físicas do solo.......................................................................................... 18
3.4.1 Densidade do solo.................................................................................................... 19
3.4.2 Densidade das partículas.......................................................................................... 21
3.5 Cromatografia gasosa.............................................................................................. 21
4 METODOLOGIA.................................................................................................... 27
4.1 Coleta....................................................................................................................... 31
4.2 Determinação de hidrocarbonetos leves................................................................ 36
4.3 Determinação de gás carbônico (CO
2
)................................................................... 37
4.4 Exames bacteriológicos........................................................................................... 37
4.4.1 Contagem de bactérias heterotróficas e presença de bolores................................... 38
4.1.2 Carbono total e macro e micro nutrientes do solo................................................... 39
4.5 Determinação da umidade do solo........................................................................... 39
4.6 Determinação da densidade do solo......................................................................... 40
4.7 Determinação do volume interno dos reatores.........................................................
41
5 RESULTADOS........................................................................................................
42
5.1 Resultados da umidade.............................................................................................
42
5.2 Resultados da densidade do solo..............................................................................
44
5.3 Resultados da determinação dos volumes internos dos reatores..............................
46
5.4 Resultados de hidrocarbonetos leves...................................................................... 46
5.5 Curva de correlação dos hidrocarbonetos gasosos...................................................
60
5.6 Tratamento dos resultados analíticos....................................................................... 63
5.7 Quantificação de gás carbônico............................................................................... 75
5.8 Resultados da contagem de bactérias heterotróficas e presença de bolores............ 77
5.9 Resultado do teor de carbono nos solos................................................................... 80
5.10 Resultado de macro e micro nutrientes do solo....................................................... 81
5.11 Resultado da análise da água................................................................................... 82
6 CONCLUSÃO......................................................................................................... 84
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................
86
8 APÊNDICE A.......................................................................................................... 95
9 APÊNDICE B.......................................................................................................... 102
i
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Localização do município de Ribeirão Preto no Brasil......................... 2
Figura 2 Componentes básicos de um cromatógrafo........................................... 25
Figura 3 Metodologia aplicada no estudo............................................................ 27
Figura 4 Amostrador para coleta de solos............................................................
28
Figura 5 Coleta de solo arenito Botucatu próximo à lagoa do Recreio
Internacional.......................................................................................... 32
Figura 6 Coleta da amostra do sedimento da lagoa do Recreio Internacional..... 32
Figura 7 Coleta da amostra de água da lagoa do Recreio Internacional.............. 33
Figura 8 Coleta de amostra de solo turfoso nas margens do Rio Mogi Guaçu....
33
Figura 9 Coleta de amostra de solo agrícola com plantação de cana-de-açúcar.. 34
Figura 10 Coleta de amostra de solo da mata de Santa Tereza............................. 35
Figura 11 Coleta de amostra de solo de decomposição de basalto no Câmpus da
UNAERP de Ribeirão Preto ................................................................. 35
Figura 12 Picnômetro utilizado durante a determinação da densidade dos solos.. 40
Figura 13 Reatores onde o solo foi acondicionado durante a pesquisa................. 41
Figura 14 Cromatograma típico dos hidrocarbonetos leves 47
Figura 15 Concentração de hidrocarbonetos no solo Arenito Botucatu em
função do tempo.................................................................................... 60
Figura 16 Concentração de hidrocarbonetos no sedimento de fundo de lagoa em
função do tempo.............................................................................. 61
Figura 17 Concentração de hidrocarbonetos no solo turfoso em função do
tempo..................................................................................................... 61
Figura 18 Concentração de hidrocarbonetos no solo de região agrícola em
função do tempo.................................................................................... 62
Figura 19 Concentração de hidrocarbonetos no solo da mata de Santa Teresa
em função do tempo.............................................................................. 63
Figura 20 Concentração de hidrocarbonetos no solo de decomposição de
basalto em função do tempo................................................................. 63
Figura 21 Fator de emissão do metano, propano, propileno e 2-buteno-trans em
função do tempo para amostra do solo arenito Botucatu (Reator 1)..... 65
Figura 22 Fator de emissão do gás metano, propano, isobutano e pentano em
função do tempo para o sedimento do fundo da lagoa do Recreio
Internacional (Reator 2).........................................................................
67
Figura 23 Fator de emissão do gás metano, propano, propileno e 2-buteno-trans
em função do tempo para o solo turfoso (Reator 3).............................. 69
Figura 24 Fator de emissão do gás metano, propano, propileno, isobutano e n-
butano em função do tempo para o solo de região agrícola (Reator 4). 71
Figura 25 Fator de emissão do metano, propano e propileno em função do
tempo para o solo da Mata de Santa Teresa (Reator 5)......................... 72
Figura 26 Fator de emissão do metano, propano e isobutano em função do
tempo para o solo de decomposição de basalto da UNAERP (Reator
6)............................................................................................................ 74
Figura 27 Concentração de CO
2
em mg/L em relação ao tempo nos reatores de
1 a 6....................................................................................................... 77
Figura 28 Placas para a contagem de bactérias obtidas no estudo.........................
78
Figura 29 Placas referentes a presença de bolores................................................. 78
ii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Placas referentes a presença de bolores................................................. 39
Tabela 2 Massas dos reatores e dos solos úmidos utilizados no estudo............... 42
Tabela 3 Resultados de umidade do solo no início da pesquisa...........................
43
Tabela 4 Massas de solos secos contidas em cada reator..................................... 44
Tabela 5 Resultados da densidade do solo úmido inicial obtido para cada
amostra.................................................................................................. 44
Tabela 6 Resultados da densidade do solo úmido inicial obtido para cada
amostra.................................................................................................. 45
Tabela 7 Resultados obtidos para determinação do volume interno de cada
reator...................................................................................................... 46
Tabela 8 Resultado obtido do volume da fase gasosa em cada reator................. 46
Tabela 9 Componentes e tempo de retenção (TR) do padrão utilizado na
calibração...............................................................................................
47
Tabela 10 Análises das amostras de ar coletado a 20 cm do solo (teste de
branco)................................................................................................... 48
Tabela 11 Análises das amostras retiradas do reator no segundo dia após a
amostragem............................................................................................
49
Tabela 12 Análises das amostras retiradas do reator 38 dias após a amostragem..
50
Tabela 13 Análises das amostras retiradas do reator 85 dias após a amostragem..
51
Tabela 14 Análises das amostras retiradas do reator 112 dias após a amostragem
52
Tabela 15 Análises das amostras retiradas do reator 118 dias após a amostragem
53
Tabela 16 Análises das amostras retiradas do reator 149 dias após a amostragem
54
Tabela 17 Análises das amostras retiradas do reator 156 dias após a amostragem
55
Tabela 18 Massa de soluto dos reatores no segundo dia após a amostragem........ 56
Tabela 19 Massa de soluto dos reatores 38 dias após a amostragem..................... 57
Tabela 20 Massa de soluto dos reatores 85 dias após a amostragem..................... 57
Tabela 21 Massa de soluto dos reatores 112 dias após a amostragem................... 58
Tabela 22 Massa de soluto dos reatores 118 dias após a amostragem................... 58
Tabela 23 Massa de soluto dos reatores 149 dias após a amostragem................... 59
Tabela 24 Massa de soluto dos reatores 156 dias após a amostragem................... 59
Tabela 25 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo arenito Botucatu
próximo à lagoa do Recreio Internacional.(Reator 1)........................... 65
Tabela 26 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves do Sedimento do fundo
da lagoa do Recreio Internacional (Reator 2)........................................ 66
Tabela 27 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo turfoso (Reator
3)............................................................................................................ 68
Tabela 28 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo de região
agrícola (Reator 4)................................................................................. 70
Tabela 29 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo da Mata de Santa
Teresa (Reator 5)................................................................................... 72
Tabela 30 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo de decomposição
de basalto (Reator 6)..............................................................................
73
Tabela 31 Concentração em ppm e em gramas(g) de CO
2
nos reatores 8 dias
após a coleta.......................................................................................... 75
Tabela 32 Análise do gás carbônico 90 dias após a amostragem...........................
76
Tabela 33 Análise do gás carbônico 118 dias após a amostragem.........................
76
Tabela 34 Resultados obtidos dos exames de presença de bolores e de bactérias
heterotróficas......................................................................................... 78
iii
Tabela 35 Resultados obtidos nos exames de presença de bolores e de bactérias
heterotróficas......................................................................................... 79
Tabela 36 Resultados de teores de carbono nos solos amostrados.........................
80
Tabela 37 Resultados dos macro e micro nutrientes presentes no solo..................
81
Tabela 38 Resultados da análise da água............................................................... 83
iv
SIGLAS E ABREVIATURAS
ρ
solo seco
Densidade do solo seco
ρ
solo úmido
Densidade do solo úmido
µL micro litros
atm atmosfera
C Carbono
C
Appm
Concentração do soluto em partes por milhão
CG Cromatografia Gasosa
CGAR Cromatografia gasosa de alta resolução
CGL Cromatografia gás-líquido
CGS Cromatografia gás-sólido
CLAE Cromatografia líquida de alta eficiência
cm centímetro
CO
2
Gás carbônico ou dióxido de carbono
COT Carbono orgânico total
CTC Capacidade de troca catiônica
FT
A
Fator de emissão
G gramas
g/cm
3
gramas por centímetro cúbico
g/L gramas por mili litros
H hora(s)
K Kelvin
L Litros
M
1
massa do reator vazio
M
2
massa do reator cheio de água
M
3
subtração de m
2
por m
1
Mg/L mili gramas por litro
mg/m
3
Miligramas por metro cúbico
min Minutos
mL mili litro
mol Número de mol
m
reator
Massa do reator
m
solo úmido
Massa do solo úmido
n
Af
Número de mols de um gás ideal no instante de análise
n
Ai
Número de mols de um gás ideal no instante
ND Não detectado
NH
4
+
Amônio
NO
3
-
Íon Nitrato
o
C graus Celsius
P Pressão atmosférica
P Pressão total da fase gasosa
pH Potencial Hidrogeniônico
ppm Parte por milhão
R Constante universal dos gases
R Constante universal dos gases
T Temperatura absoluta dos gases
T Temperatura absoluta dos gases
TCD Detecção de condutividade térmica
U Umidade do solo
v
UFC Unidade formadora de colônias
Unaerp Universidade de Ribeirão Preto
V
gás
Volume da fase gasosa
V
T
Volume interno total do reator
Y
A
Fração molar do soluto
Σ Somatória
TR Tempo de Retenção
vi
RESUMO
A presença dos hidrocarbonetos leves em bacias sedimentares é bastante conhecida, em
levantamentos gasométricos os hidrocarbonetos leves são considerados como indicativos de
exsudações de hidrocarbonetos provenientes de possíveis acumulações petrolíferas existentes
na sub-superfície. Entretanto, pouca atenção tem sido dada às regiões situadas fora das bacias
sedimentares. Os objetivos da presente pesquisa foram desenvolver, calibrar e testar técnicas e
procedimentos analíticos de cromatografia a gás de alta resolução para identificar e
quantificar os hidrocarbonetos leves que não são analisados rotineiramente em estudos de
geoquímica (2-Buteno-trans, 2-Buteno-cis, neopentano e iso-pentano), realizar exames
bacteriológicos nas amostras de solo, caracterizar macro e micro nutrientes, carbono orgânico
e inorgânico no solo amostrado. Na metodologia utilizada foram amostrados seis diferentes
tipos de solo. Uma porção de cada solo foi armazenado em recipientes metálicos
denominados reatores, permitindo a formação de um Headspace. Os reatores permaneceram
fechados e ficaram em repouso a temperatura de 20
o
C por um período suficiente para que
ocorresse a partição dos hidrocarbonetos. Outra porção destinou-se a exames bacteriológicos,
quantificação de macro e micro nutrientes, densidade, umidade e carbono orgânico total. Os
resultados obtidos sobre os hidrocarbonetos leves que não são analisados rotineiramente nas
condições em que foram realizados os experimentos, as bactérias estavam presentes em todos
os tipos de solo, no entanto não havia fungos ativos em nenhum solo no término da pesquisa,
portanto a geração dos hidrocarbonetos leves não pode ser atribuída a presença de bactérias.
Como a maior geração de metano ocorreu no solo com maior umidade, recomenda-se a
realização de novos experimentos variando-se as condições de: umidade, fungos e bactérias
para concluir-se adequadamente a origem da geração de hidrocarbonetos leves.
Palavras chaves: hidrocarbonetos leves, cromatografia a gás, metano.
vii
ABSTRACT
The presence of the light hydrocarbons in sedimentary basins sufficiently is known, in soil gas
surveys the light hydrocarbons are considered indicative of seepage of hydrocarbons from
possible oil and gas fields in the subsurface. However, little attention has been given to the
situated regions is of the sedimentary basins. The objectives of the present research had been
to develop, to calibrate and to test techniques and analytical procedures of gas
chromatography the high resolution to identify and to quantify the light hydro-carbons that are
not analyzed routinely in geochemistry studies (2-Butene-trans, 2-Butene-cis, neopentane and
iso-pentane), to carry through bacteriological examinations in the soils samples, to
characterize of nutrient macro and micron, organic and inorganic carbon in the ground
showed. The methodology used of these had been showed to six different types de solo had
been stored in metallic containers called as reactors, allowing the formation of a Headspace.
The reactors had remained closed and been in rest the temperature of 20
o
C for an enough
period so that portion of each ground occurred the partition of hydrocarbons. Other destined it
bacteriological examinations, quantification of nutrient macro and micron, density, humidity
and total organic carbon. The results obtained on the light hydrocarbons that they aren`t
usually analyzed in the conditions in that the experiments were accomplished, the bacteria
were present in all of the soil types, therefore the generation of the light hydrocarbons can`t be
attributed to the bacteria presence. As the biggest methane generation occurred in the ground
with bigger humidity, accomplishment of new experiments sends regards to it varying the
conditions of: humidity, fungus and bacteria to adequately conclude the origin of the
generation of light hydrocarbons.
Words keys: light hydrocarbons, gas chromatography, methane.
1
1 INTRODUÇÃO
Os hidrocarbonetos gasosos, também referidos na literatura como “gases naturais”,
ocorrem em variadas concentrações e composições isotópicas de carbono e hidrogênio na
atmosfera, na biosfera, na hidrosfera e na geosfera. Em comparação ao óleo, a composição
química dos hidrocarbonetos gasosos é simples, mas estes nem sempre são facilmente
entendidos quanto à sua origem, evolução e ocorrência na crosta terrestre, especialmente nas
bacias sedimentares onde são explorados comercialmente.
A onipresença dos hidrocarbonetos leves em bacias sedimentares é bastante
conhecida. Concentrações acima da determinação em levantamentos gasométricos podem ser
consideradas como indicativas de exsudações de hidrocarbonetos provenientes de possíveis
acumulações petrolíferas existentes na subsuperfície ou podem ter origem biogênica,
abiogênica ou termogênica. Entretanto, pouca atenção tem sido dada às regiões situadas fora
das bacias sedimentares.
O objetivo principal deste projeto foi avaliar, identificar e quantificar a formação dos
hidrocarbonetos gasosos presentes na região de Ribeirão Preto em seis diferentes tipos de
solo. Para atingir os objetivos propostos foi necessário caracterizar o tipo de solo presente em
cada área de estudo. Sabe-se que o tipo de vegetação, a presença de diferentes tipos de
microorganismos e também a concentração de carbono orgânico total faz com que ocorra uma
variação na formação dos hidrocarbonetos e, principalmente, a liberação de CO
2
no solo.
Analisou-se, assim a variação/formação dos hidrocarbonetos leves (saturados e
insaturados) e também a variação da concentração de gás carbônico no decorrer da pesquisa
em seis diferentes tipos de solo da região de Ribeirão Preto. Foi determinada a concentração
de macro e micro nutrientes e também quantificados os microorganismos presentes no solo.
2
Ribeirão Preto situa-se no Nordeste do Estado de São Paulo, a 313 km da capital. A
Figura 1 representa o mapa do Brasil e indica a posição de Ribeirão Preto.
Figura 1 Localização do município de Ribeirão Preto no Brasil
3
2 OBJETIVO
O objetivo principal desta pesquisa foi analisar a formação dos hidrocarbonetos leves e
dióxido de carbono nos diferentes tipos de solo da região de Ribeirão Preto. Para isto, foram
necessários:
desenvolver, calibrar e testar técnicas e procedimentos analíticos de
cromatografia a gás de alta resolução para identificar e quantificar os hidrocarbonetos leves
que não são analisados rotineiramente em estudos de geoquímica (2-Buteno-trans, 2-Buteno-
cis, neopentano e iso-pentano), além dos outros (metano, etano, eteno, propano propileno,
isobutano, n-butano, 1-buteno e pentano)
realizar exames bacteriológicos (bactérias e fungos totais) nas amostras de
solo.
caracterização de macro e micro nutrientes, carbono orgânico e inorgânico no
solo amostrado.
4
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Qualidade do solo
O entendimento atual do conceito de qualidade do solo compreende o equilíbrio
entre os condicionantes geológicos, hidrológicos, químicos, físicos e biológicos do solo
(BRUGGEN & SEMENOV, 2000; SPOSITO & ZABEL, 2003). Esse termo, muitas vezes
utilizado como sinônimo de saúde do solo, refere-se à capacidade do solo sustentar a
produtividade biológica dentro das fronteiras do ecossistema, mantendo o equilíbrio ambiental
e promovendo a saúde de plantas e animais e do próprio ser humano (DORAN et al., 1996;
SPOSITO & ZABEL, 2003).
O conceito de qualidade do solo surgiu no final da década de 70 e durante os dez
anos seguintes esteve muito associado ao conceito de fertilidade (KARLEN et al., 2003).
Acreditava-se, por exemplo, que um solo quimicamente rico era um solo com alta qualidade,
pois tinha a capacidade de prover a produção agrícola. Entretanto, a percepção de qualidade
do solo evoluiu, principalmente nos últimos dez anos e, num entendimento mais amplo,
percebeu-se que não basta apenas o solo apresentar alta fertilidade, mas também possuir boa
estruturação e abrigar uma alta diversidade de organismos.
3.1.1 Atributos biológicos e microbianos do solo
O solo possui organismos que contribuem para a manutenção de sua qualidade, pois
interferem no processo de decomposição de plantas e animais, na ciclagem bioquímica,
incluindo a fixação de nitrogênio, na formação de estrutura do solo e na degradação de
compostos orgânicos adicionados a ele. Os microrganismos constituem-se em indicadores
biológicos muito sensíveis e podem, portanto, ser usados na classificação de sistemas de
manejo e no seu impacto ambiental. As populações de microorganismos e seus processos
5
podem fornecer evidências de modificações no solo, muitas vezes não detectadas por
indicadores físicos ou químicos (TURCO; KENNEDY & JAWSON, 1994).
3.1.2 Diversidade e biomassa
Uma elevada diversidade de espécies contribui para o uso mais eficiente dos
recursos disponíveis no solo. Interações interpopulacionais equilibradas também contribuem
para maior eficiência no uso desses recursos, especialmente quando envolvem relações
sintróficas, ou seja, quando uma população contribui para suprir a demanda nutricional de
outra população e vice-versa, como os microorganismos e as micorrizas. Desse modo,
comunidades microbianas caracterizadas por alta diversidade necessitam de pouca energia
para sustentar a biomassa ali presente, o que se reflete na baixa produtividade primária por
unidade de biomassa.(SOUZA, 2005)
A alta diversidade da biota do solo está geralmente associada à elevada estabilidade
da comunidade, na qual cada população desempenha papel funcional que determina a
manutenção normal dos fluxos de matéria e de energia em cada nível trófico de um
ecossistema particular. Em ambientes sujeitos a flutuações, como o solo, o estabelecimento de
uma condição ambiental desfavorável poderia resultar na inibição de algumas populações que
desempenham papéis vitais dentro da comunidade. Nesse caso, a existência de populações
que desempenham um mesmo papel funcional, mas que possuem diferentes exigências em
relação aos fatores físicos, químicos e biológicos, a redundância funcional assegura que essas
funções vitais sejam desempenhadas independentemente de variações no ambiente.
Conceitualmente, de acordo com Tótola e Chaer (2002), a diversidade é a variedade
de espécies em um ecossistema, assim como a variabilidade genética dentro de uma mesma
espécie. A diversidade biológica, ou biodiversidade pode ser também definida como a riqueza
da porção viva do ecossistema que se reflete na variedade de espécies e nas intrincadas
6
intercomunicações dos processos biológicos que ocorrem nos vários biomas, com especial
interesse no solo.
A biomassa e atividade microbiana em sistemas florestais são altamente
correlacionadas com características químicas do solo, como potencial de hidrogênio (pH),
capacidade de troca catiônica (CTC) e nutrientes presentes na solução do solo. Além disso, a
biomassa nos fornece informações importantes acerca dos microorganismos como um todo e
também sobre a produtividade vegetal, revelando-se como recurso de grande confiabilidade
para identificar atributos que contribuem para discriminar áreas, grupos ou populações
animais e vegetais (WANDER, 1994).
3.1.3 Transformação do material orgânico no solo
Considerando-se a maioria dos solos agrícolas, pode-se observar que estes são
constituídos de micro-habitats muito complexos, principalmente se for considerada a presença
de plantas e de elementos da meso e macrofauna (CARDOSO et al., 1992). Qualquer prática
agrícola (aração, adubação, calagem, incorporação de material orgânico, irrigação, aplicação
de agrotóxicos entre outros) costuma afetar os nichos disponíveis, mediante intervenção nas
características físico-químicas ou biológicas do ecossistema. Direta ou indiretamente estes
microrganismos convertem dejetos e corpos de animais mortos, tecidos de plantas em
substâncias que enriquecem o solo (PELCZAR, 1996).
Do ponto de vista microbiológico, o solo possui um ambiente extremamente
estressante, fortemente limitado por nutrientes, mas capaz de sustentar uma população
microbiana extremamente diversa.
Os microorganismos, apesar de representarem somente 1 a 4% do total do carbono
orgânico do solo (JENKINSON & LADD, 1981), desempenham papel fundamental nos ciclos
bioquímicos, sendo responsáveis pelos processos da humificação e mineralização,
7
imobilizando uma quantidade considerável de nutrientes. O curto período de ciclagem de 0,15
ano da biomassa microbiana e a rapidez de sua resposta às alterações ambientais representam
também um bom índice para a avaliação dos distúrbios causados aos ecossistemas naturais,
quando é instalada uma cultura ou uma pastagem (BONDE et al., 1991).
A diminuição do teor de matéria orgânica no solo sob cultivo, segundo Stevenson
(1982), não pode ser atribuída unicamente à redução da quantidade de resíduos vegetais
disponíveis para a síntese do húmus, mas também à melhoria da aeração e à alternância de
umedecimento e secagem, fenômenos que podem afetar a atividade microbiana e a
degradação da matéria orgânica.
A mudança da cobertura vegetal, representada pela substituição da vegetação natural
por culturas, bem como as práticas culturais realizadas, levam a um desequilíbrio na biologia
do solo, alterando a atividade dos microorganismos e assim, a decomposição da matéria
orgânica. O desenvolvimento e a produtividade de muitas culturas estão, em parte,
relacionados ao processo de decomposição dos resíduos culturais no solo e à conseqüente
mineralização dos nutrientes. A biomassa e a atividade microbiana fornecem informações
sobre as possíveis transformações do material orgânico do solo em diferentes sistemas de
culturas e práticas de manejo (KONONOVA, 1975).
Os microorganismos atuam no processo de decomposição da matéria orgânica,
participando diretamente do ciclo bioquímico dos nutrientes e, conseqüentemente, mediando a
sua disponibilidade no solo. Assim, a biomassa microbiana total do solo funciona como
importante reservatório de vários nutrientes das plantas (GRISI & GRAY, 1986), pois
pertence ao componente transitório da matéria orgânica do solo e possui atividades
influenciadas pelas condições bióticas e abióticas, o que permite que seu acompanhamento
reflita possíveis modificações no sistema, podendo ser considerada como uma boa indicativa
das alterações resultantes do manejo praticado.
8
O manejo do solo realizado nas diferentes culturas atua indiretamente sobre a
atividade dos microorganismos e, conseqüentemente, sobre o processo de decomposição da
matéria orgânica, devido à sua influência sobre as características do solo, tais como a
temperatura, a umidade, a densidade do solo, a aeração, o pH e o teor de nutrientes minerais
(SANTOS & GRISI 1981; TEWARY et al., 1982). A acidez do solo tem sido apontada como
um dos componentes químicos que mais influenciam a atividade biológica e, por conseguinte,
a decomposição da matéria orgânica (TEWARY et al., 1982; SELBACH, 1989). Vários
trabalhos têm demonstrado um aumento da atividade microbiológica e da decomposição da
matéria orgânica após a correção da acidez do solo (LOPES, 1977).
O solo é um dos ambientes naturais mais ricos em diversidade ecológica. Alguns dos
seus componentes vivos, aqui denominados de microbiota, representada pelas bactérias,
fungos, algas e protozoários, são responsáveis por cerca de 90% da sua atividade biológica.
Entretanto, é sabido que o manejo influencia a microbiota do solo, uma vez que controla a
disponibilidade dos substratos orgânicos e atua nas propriedades físicas e químicas. Para
Santos et al.(2001), de acordo com a gênese e a posição na paisagem, os solos possuem
diferentes habilidades para armazenar carbono e, nos estudos de seqüestro desse elemento,
devem ser considerados: a natureza e a magnitude da reserva de C, as características do bioma
e as respostas aos diferentes usos e manejo da terra.
A cobertura vegetal condiciona, em parte, as atividades biológicas do solo por sua
produtividade primária. Assim, pela massa de alimentos que se põem à disposição das
populações edáficas, ocorre a ação desta mesma massa de alimentos de maneira seletiva sobre
a natureza, sobre o equilíbrio e sobre as sucessões da microbiota do solo (ALEXANDER,
1977).
Quando o solo recebe grande aporte de matéria orgânica biologicamente degradável
ocorre rapidamente um aumento no número de microorganismos (SMITH, 1991), levando a
9
uma imobilização de nutrientes para a síntese de biomassa, como um verdadeiro mecanismo
de proteção contra a perda de nutrientes por lixiviação. Por outro lado, a imobilização de
nutrientes pode, ao mesmo tempo, causar certas deficiências de nutrientes às plantas
cultivadas.
Os microorganismos possuem grande capacidade de regeneração, e os diferentes
componentes da microbiota do solo são participantes fundamentais da fertilidade do solo.
Desta maneira, deve-se garantir que as práticas agrícolas não causem danos duradouros à
comunidade de microorganismos, que são de fundamental importância para a produtividade
dos solos cultivados (JAHNEL, 1997). Quando o equilíbrio entre o número de
microorganismos e a sua atividade é alterado, em geral por ação antrópica no meio, observa-
se uma variação na taxa de respiração microbiana, devido à variação populacional de
microorganismos e, conseqüentemente, uma modificação na taxa de mineralização. Desta
forma, a liberação de CO
2
constitui uma maneira de se avaliar a atividade dos
microorganismos do solo.
Os organismos do solo participam da mineralização de substâncias orgânicas,
transformando-as em compostos inorgânicos, tornando disponíveis os nutrientes para as
plantas e liberando CO
2
, que será utilizado pela vegetação na produção de novas substâncias
orgânicas.
Do CO
2
produzido no solo, aproximadamente 70% são resultantes do processo
respiratório de microorganismos e os 30% restante provêm da respiração de raízes e da
mesofauna (GRAÇA, 1997).
Em um Latossolo Amarelo da Amazônia, Santos & Grisi (1981) verificaram menor
atividade dos microorganismos sob floresta primária; além disso, na área de capoeira
desenvolvida após derrubada e queima da floresta primária, constataram maior taxa de
respiração dos microorganismos do que na área de capoeira desenvolvida após a derrubada
10
sem a queima da floresta primária. Acredita-se que a queima tende a exercer, nos primeiros
anos, uma ação benéfica sobre a atividade dos microorganismos do solo, provavelmente
devido ao aumento da quantidade de alguns nutrientes, bem como à insolubilização de
alumínio.
A atividade da microbiota do solo também é afetada pela porosidade. Tewary et al.
(1982) verificaram maior evolução do CO
2
em solos com menor densidade, que, por sua vez,
está relacionada à porosidade.
A respiração do solo é geralmente definida como a quantidade de CO
2
liberada na
sua superfície, sendo derivada principalmente da mineralização da matéria orgânica, por
processos microbiológicos e respiração das raízes das plantas (BEHERA et al., 1990). Ela
reflete, portanto, a taxa de decomposição da matéria orgânica do solo e a produtividade da
comunidade vegetal. A maior proporção da variabilidade dos processos respiratórios do solo
decorre da temperatura e da umidade, sendo esta última, geralmente, dominante
(RAJVANSHI & GUPTA, 1986).
A respiração microbiana no solo pode ser definida como o consumo de oxigênio ou
liberação de gás carbônico pela atividade da microbiota e da mesofauna, compreendendo
todas as trocas gasosas dos metabolismos aeróbios e anaeróbios resultantes da degradação de
substâncias orgânicas, a partir de diversos processos metabólicos em que a produção de gás
carbônico é o estágio final da mineralização dos compostos de carbono (SIQUEIRA &
FRANCO, 1988).
Os produtos finais da transformação de materiais orgânicos são o CO
2
(produto final
dos processos de respiração e fermentação) e o húmus. A taxa de evolução de CO
2
da
serrapilheira do solo reflete a atividade da biota, incluindo raízes vivas e organismos
responsáveis pela decomposição. A avaliação da liberação de CO
2
, além de permitir
quantificação da atividade respiratória de microorganismos no substrato original, possibilita
11
também averiguar a influência de fatores ambientais sobre a atividade respiratória, ou mesmo
a velocidade de degradação de um determinado substrato (BONDE, 1991).
3.1.4 Hidrocarbonetos no solo
Segundo, Ferreira (1998) no solo de Brasília foram encontrados muitos
hidrocarbonetos leves. A concentração de gás encontrado variou entre 60 e 114 ppm, sendo
metano, etano, eteno, propano, propeno, iso-butano, n-butano, 1-buteno, n-pentano e alguns
hidrocarbonetos não foram identificados em todas as amostras. Os hidrocarbonetos
insaturados são pouco mais abundante que os saturados e há excelente correlação entre etano
e eteno. A mesma relação foi obtida com as amostras da região da Serra do Mar (Ferreira,
1999) e na Ilha do Fundão (área do CENPES) (Ferreira, 2000).
Neste trabalho, o pesquisador concluiu que os hidrocarbonetos gasosos encontrados
nas regiões com rochas cristalinas e com sedimentos basálticos têm a mesma origem.
Considerando as regiões exclusivamente formadas por rochas cristalinas com acumulação de
petróleo e as rochas com ausência do mesmo, a origem dos hidrocarbonetos leves, tanto os
saturados quanto os insaturados, é bioquímica, gerada por reações à baixa temperatura. Não
há dúvida de que o metano pode ser produzido por bactérias e biosíntese dos hidrocarbonetos
leves mais pesados.
Nas bacias sedimentares, ocasionalmente parte dos hidrocarbonetos saturados do
solo pode ser termogênica e apresentar infiltração de óleo e gás através das falhas das colunas
sedimentares. Considerando que tanto no petróleo quanto no gás natural estão presentes
apenas os hidrocarbonetos leves saturados, a razão entre os hidrocarbonetos saturados e
insaturados aumenta quando os hidrocarbonetos termogênicos são misturados com
hidrocarbonetos bioquímicos autônomos próximos à superfície. Isto pode ser usado para
identificar a transpiração e a micro-transpiração relativa a possíveis óleos e acumulações
12
gasosas como proposto por Ferreira (1976). De acordo com este pesquisador “a natural
presença de altos níveis de alcanos C
2
+ serve como um bom indicador de fonte de migração
térmica gasosa, porque etano, eteno, propano, propeno, butanos e pentanos não são
produzidos microbiológicamente nestes níveis em sedimentos marinhos”.
A presença natural de hidrocarbonetos leves (parafinas e olefinas) no solo, no mar,
na água e em sedimentos recentes deve ser considerada após interpretação analítica dos dados
da inspeção dos gases do solo. A concentração dos hidrocarbonetos leves autônomos no solo
não é constante, varia com uma ampla taxa, devido a causas não necessariamente relativas ao
escoamento de hidrocarbonetos termogênicos, a concentração em relação à profundidade da
amostragem, avaliação dos nutrientes, época chuvosa ou seca e assim por diante. Em função
disso, os mesmos hidrocarbonetos presentes nas bacias sedimentares estão presentes em solos
exclusivamente ígneos e regiões metamórficos. Conseqüentemente, a concentração dos
hidrocarbonetos leves anômalos sozinhos em sedimentos basálticos não é necessariamente
evidência da presença de petróleo ou gás natural na superfícies. A razão entre parafinas e
olefinas nas análises gasosas do solo é a evidência mais efetiva da identificação de
hidrocarbonetos termogênicos no solo.
3.1.5 Geração de hidrocarbonetos próximos à superfície
Os gases do sedimento podem ser coletados e analisados por uma variedade dos
métodos para a avaliação regional. O método o mais comum é do headspace, coleta o gás
provado através de uma lata que contenha o sedimento, a água sem gases, e gás inerte;
aquecido então e agitado. A comparação de composições dos gás destes métodos, assim como
profundidades o tipo do sedimento e da amostragem, revela diferenças significativas.
Sedimentos gasosos combinam raramente suas contrapartes do reservatório devido a diversos
fatores: método da extração, protocolos retirando o núcleo, tipo do escoamento, misturar,
13
dividir, e alteração secundária (durante a migração e/ou in-situ). A maneira mais eficaz de
usar gases dos sedimentos é a exploração e reconhecer a diferença entre migração dos
hidrocarbonetos e não usar conceitos convencionais de interpretação dos gases. A maioria dos
hidrocarbonetos gasosos extraídos dos sedimentos marinhos ser colocados em quatro
categorias principais baseadas na concentração total do gás (soma C1 - C5), na fração
molhada do gás (soma C2 - C5/soma C1 - C5), e compostos isotópicos de composições
específicas. Fundo: concentrações baixas dos hidrocarbonetos totais e baixa fração de gás
úmido, Frações fundas: concentrações totais baixas e elevada fração molhada do gás,
anômalos biogênicos: elevada concentração total dos hidrocarbonetos gasos e fração molhada
do gás baixa, e anômalos termogênicos: elevada concentração total dos hidrocarbonetos
gasosos e gás úmido. Somente o grupo anômalo-termogênico, com cuidado grande e dados de
suporte, deve ser usado para avaliar a presença de um sistema petrolífero.
3.1.6 Microbiologia do solo envolvida na biodegradação
A fauna microbiana do solo exerce um papel fundamental na mineralização dos
compostos orgânicos. Nematódeos, anelídeos e artrópodes facilitam o processo de aeração do
solo com a construção de galerias que aumentam a superfície de contato entre o solo e gases
como o oxigênio, composto fundamental do processo de decomposição aeróbia. Outros
microrganismos, como bactérias, fungos e actinomicetos, estão envolvidos diretamente nos
processos de decomposição de elementos complexos, como proteínas, carboidratos e amidos.
Além disso, também estão envolvidos na sintetização de minerais compostos, sendo estes
utilizados novamente pelas plantas.
Se fôssemos fazer uma relação entre heterótrofos e autótrofos concluiria-se que os
microrganismos decompositores representam para os autótrofos o trato digestivo para os
14
heterótrofos. Sua função seria de digerir elementos complexos e transformá-los em compostos
mais simples.
Para Tauk (1990), os microrganismos decompositores consomem O
2
e liberam CO
2
,
exceto os anaeróbios e quimiotróficos. As taxas de O
2
aumentam e a evolução de CO
2
tem
sido mais ou menos igualada com as taxas de decomposição da matéria orgânica e pode
muitas vezes ser utilizada nos estudos deste processo. A evolução de CO
2
é complicada pela
solubilidade em soluções, além do que essas medidas representam a respiração total da
comunidade, não distinguindo a contribuição individual de plantas ou dos microrganismos.
3.2 Geologia de Ribeirão Preto
A geologia de Ribeirão Preto é basicamente formada por basalto, com arenito
aflorando no noroeste do município e em alguns corpos de rochas básicas formando soleiras,
além de sedimentos aluvionares recentes nas drenagens.
Na região afloram 70% de magnetitos da formação Serra Geral, seguidos de 18%
dos arenitos da formação Botucatu, 8% de arenitos e siltitos da formação Pirambóia e 4% das
intrusivas básicas associadas (IAC, 1987). Os arenitos da formação Pirambóia são aflorantes
somente onde o entalhe das drenagens é mais acentuado e se restringem às quadrículas de
Cravinhos e Serrana, no extremo leste do município de Ribeirão Preto (PENALVA et al.,
1973).
Os basaltos toleíticos, do tipo Pitanga, perfazem a litologia predominante na área de
estudo, e sua decomposição (pedogênese) dá origem principalmente ao latossolo vermelho
escuro (terra roxa), de grande relevância econômica para a região, com o uso direto para a
monocultura de cana-de-açúcar.
Na área ocorre ainda concordância aos arenitos da formação Botucatu, soleiras (sill)
de diabásio, principalmente na porção norte e nordeste do município.
15
3.2.1 Geologia local
No município de Ribeirão Preto afloram três formações geológicas do Grupo São
Bento, sendo: formação Pirambóia (TR Jp), formação Botucatu (JK b), formação Serra Geral
(JK sg) e depósitos cenozóicos.
3.2.2 Grupo São Bento
A formação Pirambóia (TR Jp) aflora no extremo leste da área do município de
Ribeirão Preto, é constituída por arenito avermelhado, com granulometria de fina a média e
grãos hialinos. As vezes apresenta síltico-argilosos na base e grosseiro a conglomerático no
topo da formação. Há predominância da estratificação plano-paralela, caracterizada pela
alternância de lâminas síltico-argilosas e arenosas. A espessura máxima investigada nos poços
tubulares existentes na região é de 160 metros (poço DAERP 129) (NETO; ROSELLI, 1996).
A formação Botucatu (JKb) é caracterizada por arenitos avermelhados, finos a
médios, que contêm grãos foscos com boa seleção e alta esfericidade. Arenitos médios a
conglomeráticos ocorrem sob a forma de lentes na porção inferior dos depósitos. De forma
restrita, também podem ocorrer leitos de argilito e siltito arenoso com estratificação plano
paralela. Os grãos são arredondados a sub-arredondados na fração maior que 0,5 mm e sub-
angulosos abaixo dessa granulometria. A espessura varia de 60m a 150m. Do ponto de vista
estratigráfico, a formação Botucatu está sobre os depósitos da formação Pirambóia por um
contato concordante gradual, ou localmente brusco. No topo, o contato com os derrames
basálticos de formação Serra Geral dá-se por discordância ou interdigitação (NETO;
ROSELLI, 1996).
A formação Serra Geral (JK sg) é representada por derrames de basaltos toleíticos,
as vezes com arenitos intertrapianos, semelhantes aos da formação Botucatu, e intrusivas
16
básicas associadas, tais como diques e “sills”. Os diques e “sills” não apresentam espessuras
definidas. A formação Serra Geral está em contato com arenitos da formação Botucatu por
interdigitação ou discordância (NETO; ROSELLI, 1996).
3.2.3 Depósitos Cenosóicos (Qs)
Os depósitos Cenosóicos são representados por sedimentos aluvionares, com o
predomínio de areias inconsolidadas de granulometria variável, argilas, cascalhos fluviais e
sedimentos coluvionares, arenosos a argilosos são indicados como coberturas superficiais
associadas ao solo “areia quartzosa” (NETO; ROSELLI, 1996).
Para o tipo de solo da Bacia do Rio Pardo (área de recarga do aqüífero Botucatu-
Pirambóia) o armazenamento é considerado igual a 50 mm por mês. A taxa média de
excedente hídrico (água que infiltra) equivale a 20,3% (298,26 mm) da precipitação média
anual de 1.469,3 mm ou 4.541,9 m
3
/s (NETO; ROSELLI, 1996).
3.3 Geomorfologia
A região de Ribeirão Preto ocupa o Planalto Ocidental Paulista, sustentado pelas
costas basálticas, compondo um relevo colinoso, favorável à mecanização agrícola.
Localizada na zona denominada de indivisa, com altitude média de 518 metros, a região de
Ribeirão Preto apresenta o Morro São Bento como ponto mais alto.
3.3.1 Pedologia
No município de Ribeirão Preto predomina um latosolo roxo. É subordinada a
presença de latosolos vermelho-escuro e vermelho-amarelo e, em menor quantidade terra roxa
estruturada, areia quartzosa profunda, cambissolos, solo hidromórficos e litólicos
(EMBRAPA, 1983).
Segundo a EMBRAPA (1983), os solos do município podem ser classificados e
17
caracterizados como: latossolo-roxo, latossolo vermelho-escuro, latossolo vermelho-amarelo,
terra roxa estruturada, areia quartzosa profunda, solos hidromórficos, solos litólicos, e
cambissolos. Abaixo seguem as ocorrências de cada um deles na região de Ribeirão Preto.
3.3.2 Latossolo-roxo
Unidade Ribeirão Preto: eutrófico ou chermozênico, textura muito argilosa ou
argilosa, predominante no município.
Unidade Barão Geraldo: distrófico ou proeminente, textura argilosa ou muito argilosa.
Possui grande distribuição em área do município, predominante juntamente com a unidade
Ribeirão Preto.
3.3.3 Latossolo vermelho-escuro
Unidade Hortolândia: álico ou distrófico, textura média. Presença na porção sul do
município e leste da cidade de Ribeirão Preto.
Unidade Bonfim: álico distrófico ou acrico, textura argilosa. Ocorre na porção
noroeste do município e principalmente a oeste do distrito de Bonfim Paulista.
Unidade Dois Córregos: álico, textura média. Apresenta ocorrências modestas nas
proximidades dos córregos do retiro Saudoso e do Guataparazinho. Geralmente está associado
à unidade de Hortolândia.
3.3.4 Latossolo vermelho-amarelo
Unidade Coqueiro: álico, textura média. Ocorre a oeste da cidade de Ribeirão Preto e
nas proximidades do Córrego das Palmeiras.
Unidade Laranja Azeda: álico, textura média. Ocorre a leste da cidade de Ribeirão
Preto.
18
3.3.5 Terra roxa estruturada
Unidade estruturada: eutrófico ou distrófico.
3.3.6 Areia quartzosa profunda
Álica, apresenta ocorrência nas proximidades do trevo da estrada que liga Ribeirão
Preto a Serrana (SP-333) e Rodovia Anhanguera (SP-330).
3.3.7 Solos Hidromórficos
Associação de Gley húmico e Gley pouco húmico com ou sem solo orgânico. Ocorre
principalmente nas planícies aluvial do Rio Pardo e nas planícies dos ribeirões Tamanduá, da
Onça e Preto e do córrego das Palmeiras.
3.3.8 Solos Litólicos
Eutróficos ou distróficos, chernozênico, proeminente ou moderado, textura argilosa,
com ou sem pedras ou cascalhos, substrato formado por basaltos ou diabásio. Ocorre na
porção sul do município nas proximidades do distrito de Bonfim Paulista.
3.3.9 Cambissolos
Unidade Sete Lagoas: distrófico ou proeminente, textura indiscriminada, com muita
imperfeição na drenagem. Ocorre a noroeste da cidade de Ribeirão Preto, na planície aluvial
do Rio Pardo, entre as confluências deste com os córregos da Ponta de Serra e das Palmeiras.
3.4 Variáveis físicas do solo
São apresentadas a seguir as propriedades físicas do solo.
19
3.4.1 Densidade do solo
A densidade do solo ou densidade global é definida pela razão entre a massa de solo
seco e o volume do solo. Seus valores geralmente situam-se entre 1,0 g/cm³ e 2,0 g/cm³ para
solos minerais. Comumente, os solos mais arenosos apresentam-se com densidade superior a
1,4 g/cm³, sendo que os materiais mais argilosos são freqüentemente menos densos
(REICHARDT e TIMM, 2004).
Em relação à susceptibilidade e a compactação, Reichardt (1996) explica que, para a
maioria dos solos arenosos, os níveis de compactação não são tão grandes assim, uma vez que
as possibilidades de arranjo entre as partículas de solo são muitas. Já para os solos que
apresentam textura mais argilosa, as possibilidades de arranjos de partículas são menores,
aumentando assim sua possibilidade de compactação. O mesmo autor destaca ainda que, os
valores de densidade dos solos arenosos variam entre 1,4 a 1,8 mg/m
3
, e para os solos de
textura fina variam entre 0,9 a 1,6 mg/m
3
.
Nos sistemas intensivos de preparo do solo, considerando operações realizadas em
uma mesma profundidade, podem ocorrer camadas subsuperficiais compactadas. O problema
é agravado quando há excesso de umidade no solo no momento da operação. Com o tempo,
esta camada compactada torna-se mais densa, reduzindo a infiltração de água no solo bem
como a penetração das raízes. Nomeado como “pé-de-arado” ou “pé-de-grade”, é comum
encontrar essa forma de compactação no fundo dos sulcos de aração e de gradeação. Esta
situação em áreas florestais é mais difícil de ser encontrada, uma vez que estes implementos
são pouco usados no preparo do solo para o plantio florestal.
Quando não há mobilização da superfície no preparo do solo (plantio direto), os
valores de densidade são mais altos, porém mais homogêneos ao longo do perfil, e acabam
diminuindo gradativamente em profundidade. Diferentemente do sistema convencional, que
20
apresenta menores densidades nas camadas superficiais, mas que mostram acréscimos em
profundidade (CASTRO, 1995).
Dependendo de como é feita a colheita e do tipo de maquinário empregado,
aumentos de densidade do solo em áreas florestais são comumente observados. Rab (1996),
analisando a compactação em trilhas de corte e pátios de empilhamento de madeira, constatou
aumentos na densidade do solo de 53% e 160%, respectivamente, quando comparado com
áreas florestais não perturbadas.
Essa propriedade física do solo está diretamente relacionada com sua estrutura e
composição química e granulométrica. Em vista disso, em solos sob condições de intensa
compactação, seja por transporte de máquinas, por pisoteio animal ou manejo que implique
desagregação das partículas, a densidade do solo tende a aumentar, principalmente nos
horizontes superficiais do solo, acompanhada por um aumento de resistência à penetração,
que varia também com a umidade no solo, conjuntamente com uma diminuição da
porosidade, assim como da macroporosidade. Vários trabalhos têm constatado essas
modificações em diversas áreas do país (MACHADO E BRUM, 1978; ABRAÃO et al.,
1979; BELTRAMA et al., 1981; MACHADO et al., 1981; LEITE E MEDINA, 1984;
VIEIRA E MUZILLI, 1984; CENTURION E DEMATTÊ, 1985; CORRÊA, 1985A,B;
SILVA et al., 1986; MIRANDA, 1993; ANJOS et al., 1994; ALBUQUERQUE et al. 1995).
Já em condições naturais de solo, essa densidade também tende a aumentar ao longo da
profundidade, considerando o peso das camadas sobrejacentes e/ou a redução de matéria
orgânica, que tendem a reduzir o volume dos poros (CAVENAGE et al., 1999).
Assim, a densidade do solo e a porosidade total são, com certa restrição, muito
eficazes no estudo das transformações que ocorrem no solo (Fernandes, 1982), especialmente
na quantificação da compactação dos perfis (CAMARGO e ALLEONI, 1997; REICHARDT
21
e TIMM, 2004), sendo de grande valia na escolha do sistema mais adequado para que se
recuperem suas potencialidades (FERNANDES, 1982).
3.4.2 Densidade das partículas
A densidade das partículas ou densidade dos sólidos é a relação entre a massa de solo
seco e o volume dos sólidos ou partículas. Essa densidade varia de acordo com a constituição
mineral e o conteúdo de matéria orgânica do solo, sendo comumente adotado um valor médio
de 2,65 g/cm³ em solos minerais (KIEHL, 1979). Esse valor foi estimado a partir da densidade
dos minerais predominantes no solo, tais como quartzo, feldspato e os silicatos de alumínio,
que estão em torno de 2,65 g/cm³ (KIEHL, 1979; KLAR, 1984). É importante ressaltar que,
para solos orgânicos, a densidade das partículas é menor em comparação com outros solos,
considerando que a densidade dos constituintes orgânicos é bem inferior a dos constituintes
minerais, na faixa aproximada de 1,3 g/cm³ (HILLEL, 1980b).
As densidades das partículas, como mencionado anteriormente, dependem da presença
de determinados componentes minerais ou orgânicos. Como tais constituintes não variam
significativamente sob diferentes sistemas de manejo e uso do solo, esse atributo,
diferentemente da densidade do solo, torna-se uma variável ineficaz para estimar o quão
alterado está um solo (HILLEL, 1980c).
3.5 Cromatografia a gás
Em setembro de 1959, Desty (trabalhando na British Petroleum, Inglaterra) produziu a
primeira coluna capilar de vidro. Com a superfície interna recoberta com um filme de
esqualeno atuando como fase estacionária, alcançou um nível de separação de
hidrocarbonetos em naftas de petróleo, o que foi verdadeiramente inacreditável para a época,
tornando-se um marco na história da cromatografia. Contudo, após algumas análises, a coluna
22
perdia quase totalmente suas características e se tornava imprestável. Desty continuou na
tentativa de produzir filmes estáveis de fases estacionárias sobre vidro até 1960, concluindo
que o problema não oferecia perspectivas. Abandonou completamente o vidro como
superfície apropriada para fabricação de colunas capilares (GROB, 1986).
Em Zurique, desconhecendo que Desty já havia desistido, Grob continuou tentando o
aparentemente impossível. Em 1964, Grob produziu colunas capilares de vidro com
recobrimento interno carbonizado (pirólise de CH
2
Cl
2
a alta temperatura), sobre o qual era
possível depositar eficientemente filmes de fase estacionária. Subsidiado por uma empresa
suíça de cigarros, Grob aplicou as colunas recém preparadas na análise de fumaça de cigarros,
conseguindo a separação de mais de 300 compostos, numa das mais extraordinárias
separações de misturas complexas daquela época. O sucesso da análise levou-o a acoplar a
coluna a um espectrômetro de massas para a identificação dos compostos, sendo a primeira
ocasião em que se acoplou uma coluna capilar a um espectrômetro de massas. Até 1965, Prof.
Grob e sua esposa permaneciam os únicos a trabalhar com colunas capilares de vidro (com a
possível exceção de Catoni, na Itália) (GROB, 1986).
Ao final da década de 70 grande avanço ocorrido no desenvolvimento e fabricação
comercial de colunas capilares de alto desempenho (Quadro 1) e de equipamentos para sua
eficiente utilização criou uma extraordinária expansão da cromatografia gasosa de alta
resolução (CGAR). Trata-se, hoje, de uma técnica indispensável à pesquisa, desenvolvimento,
ou simples controle de qualidade, em uma grande variedade de áreas da Ciência, como a
Química, a Medicina, a extração e prospecção de petróleo, o monitoramento de pesticidas e
agrotóxicos, entre outras. De particular importância na rápida popularização da técnica,
encontra-se sem dúvida, a sua simplicidade de uso e aplicabilidade a um grande número de
situações e substratos, aliada a uma notável capacidade de separação, particularmente útil na
abordagem de misturas complexas. A temperatura e, em menor escala, a vazão de gás
23
carreador são os parâmetros operacionais tradicionalmente empregados na utilização da
CGAR. Até o começo da década de 90, o uso de temperaturas acima de 300
o
C encontrava
dificuldades de ordem prática, devido, notadamente, à inexistência no mercado de fases
estacionárias, tubos capilares de alta inércia e conectores adequados.
Quadro 1 Histórico da cromatografia gasosa de alta resolução
1951 Desenvolvimento da cromatografia gás-sólido (E. Cremer).
1952 Desenvolvimento da cromatografia gás-líquido (A.T. James e A. J. P. Martim).
1956 1
o
Simpósio de cromatografia gasosa da American Chemical Society.
1957 Desenvolvimento das colunas capilares de metal (M. Golay)
1959 Coluna capilar de vidro (D.H. Desty et al.). O desenvolvimento tinha o objetivo de
reduzir o custo de obtenção do capilar mas, Desty abandonou os esforços após dois
anos de tentativa de recobrir o vidro com fase estacionária.
1961 K. Grob reinicia, na Suíça, os esforços de Desty.
1978 É dominada a confecção de colunas capilares (inerte), além das técnicas de
introdução das amostra, principalmente devido aos esforços da família Grob.
1979 Surgimento das colunas capilares de sílica fundida (R. D. Dandenau e E. M.
Zerenner).
1983/84
Imobilização das fases estacionárias com OH terminal.
1985 Sistematização da confecção de colunas capilares de alta resolução e alta
temperatura (W. Blum).
A cromatografia gasosa é um método físico de separação, no qual os componentes a
serem separados são distribuídos entre duas fases: a fase estacionária e a fase móvel.
A amostra é transportada por uma corrente de gás através de uma coluna empacotada
com um sólido e recoberta com uma película de um líquido. Devido a sua simplicidade,
sensibilidade e efetividade para separar os componentes de misturas, a cromatografia de gás é
uma das ferramentas mais importantes na área da Química. É amplamente usada para análises
quantitativas e qualitativas de espécies químicas.
24
O método consiste primeiramente, na introdução da mistura de prova, ou amostra, em
uma corrente de gás inerte, normalmente Hidrogênio, Hélio, Nitrogênio ou Argônio, que
atuarão como gás de arraste. As amostras líquidas vaporizam-se antes da injeção no gás de
arraste. O fluxo de gás passa pela coluna empacotada através da qual os componentes da
amostra se deslocam a velocidades influenciadas pelo grau de interação de cada componente
com a fase estacionária não volátil. As substâncias que têm a maior interação com a fase
estacionária são retidas por mais tempo e, portanto, separadas daquelas de menor interação. À
medida que as substâncias eluem da coluna, podem ser quantificadas por um detector.
Existem dois tipos de cromatografia gasosa: cromatografia Gás - Sólido (CGS) e
cromatografia Gás - Líquida (CGL). A cromatografia Gás - Sólido se baseia na base sólida
estacionária, na qual a retenção das substâncias analisáveis é a conseqüência da absorção
física. A cromatografia Gás - Líquido é útil para separar íons ou moléculas dissolvidas em um
solvente. Se a solução de amostra estiver em contato com um segundo sólido ou fase líquida,
os diferentes solutos interagem com a outra fase em diferentes graus, devido a diferenças de
adsorção, intercâmbio de íons, partição, ou tamanho. Estas diferenças permitem que os
componentes da mistura se separem usando estas diferenças para determinar o tempo de
retenção dos solutos através da coluna.
A cromatografia gasosa é uma das técnicas analíticas mais utilizadas. Além de possuir
um alto poder de resolução, é muito atrativa devido à possibilidade de detecção em escala de
nano a picogramas (10
–9
-10
-12
g). A grande limitação deste método é a necessidade de que a
amostra seja volátil ou estável termicamente, embora amostras não voláteis ou instáveis
possam ser derivadas quimicamente. Esta técnica pode ser utilizada para separações
preparativas apenas na faixa de microgramas a miligramas, mas não é muito empregada para
esse fim. A Figura 2 mostra os componentes básicos de um cromatógrafo gasoso.
25
Figura 2 Componentes básicos de um cromatógrafo gasoso. a) cilindro do gás de arraste
mantido sob alta pressão; b) injetor; c) coluna; d) detector e e) registrador.
As colunas de CGAR são maiores em comprimento, menores em diâmetro, possuem a
fase líquida como um filme aplicado diretamente às paredes do tubo da coluna e são mais
eficientes.
Essas colunas são tubos longos de metais como aço ou cobre, vidro ou teflon. Colunas
de CG têm diâmetro de cerca de 3 mm e comprimento em torno de 3 m, ao passo que colunas
de CGAR têm diâmetro na faixa de 0,15 - 0,75 mm e comprimentos variados, usualmente
entre 10 m e 100 m.
Os gases utilizados como fase móvel devem ter alta pureza e ser inertes em relação à
fase estacionária. Hidrogênio, Nitrogênio e Hélio são os mais usados.
A injeção da amostra é feita através de microsseringas ou válvulas semelhantes às
utilizadas em CLAE. Os detectores de maior aplicação são o detector por ionização em chama
e o detector de condutividade térmica.
Os dados podem ser obtidos através de um registrador potenciométrico, um integrador
ou um microcomputador, sendo as amostras identificadas por seus tempos de retenção. Nesses
equipamentos é necessário o controle da temperatura do injetor, da coluna e do detector, as
quais são mantidas por termostatos. Como a temperatura é um fator extremamente importante,
26
grande parte das análises por cromatografia gasosa é feita com programação de temperatura,
obtendo-se melhor separação com picos mais simétricos em menor tempo.
Para o empacotamento de colunas de CG, geralmente empregam-se terras diatomáceas
como suporte. A escolha da fase estacionária é de fundamental importância, sendo ela o
componente crítico da coluna. As fases estacionárias podem ser polares, apolares ou quirais.
Fases polares são baseadas em polieteno glicol puro ou modificado e apolares em
metilsiloxano puro ou modificado. As fases quirais mais comuns são compostas de
ciclodextrinas.
Atualmente, espectrômetros de massa têm sido acoplados a equipamentos de
cromatografia gasosa, possibilitando a identificação imediata das substâncias presentes na
amostra.
Neste trabalho foi utilizado um cromatógrafo a gás para identificação e quantificação
de hidrocarbonetos leves e gás carbônico, além de exames bacteriológicos para quantificar a
presença de bactérias, determinação de carbono orgânico total para quantificar a matéria
orgânica disponível em cada solo da região de Ribeirão Preto.
27
4 METODOLOGIA
A metodologia utilizada no estudo contempla a amostragem de seis diferentes tipos de
solo da região de Ribeirão Preto, a fim de realizar o monitoramento dos gases formados em
ambiente fechado em função do tempo. Para isto foram realizados exames bacteriológicos do
material amostrado (antes e depois dos ensaios), determinação da densidade do solo (antes e
depois dos ensaios), caracterização de macro e micro nutrientes do solo utilizado no estudo e
carbono orgânico total.
No dia 16 de janeiro de 2007, ocorreu a amostragem dos seis tipos de solo
previamente estabelecidos: solo de arenito Botucatu, próximo à lagoa, sedimento de fundo de
lagoa, solo turfoso, solo de decomposição de basalto, solo de região agrícola, solo de mata e
coleta de uma amostra de água de lagoa.
O fluxograma apresentado na Figura 3 ilustra a metodologia aplicada no
estudo.
Figura 3 Metodologia aplicada no estudo.
SOLO ÁGUA
REATOR MICROBIOLOGIA
LAB. QUÍMICA
AGRÍCOLA
CROMATOGRAFIA
GASOSA
CONTAGEM E
PRESENÇA DE
BOLORES
MACRO E MICRO
NUTRIENTES
HIDROCARBONETO
CO
2
LAB. RECURSOS
HÍDRICOS
ANÁLISES
FÍSICO-QUÍMICAS
COLETA
COT
DENSIDADE
UMIDADE
28
As amostras de solo foram coletadas com profundidade de aproximadamente 80 cm. A
perfuração do solo foi realizada com cavadeira comum e as amostras foram coletadas com um
amostrador de aço inoxidável desenvolvido em um projeto de cooperação entre o
CENPES/CEGEQ e a UNAERP. A Figura 4 ilustra o amostrador.
Posteriormente, uma porção de solo foi transferida para recipientes metálicos
destinados ao estudo de hidrocarbonetos leves, e gás carbônico permitindo a formação de um
Headspace (câmara de ar), equivalente a 1/3 de sua capacidade. O restande do solo destinou-
se a exames bateriológicos, macro e micro nutrientes, densidade, umidade e COT (Carbono
Orgânico Total).
Os reatores permaneceram fechados e ficaram em repouso a uma temperatura de 20
o
C
por um período suficiente para que ocorresse a partição dos hidrocarbonetos dentro do espaço
vazio. O prazo estipulado foi de vinte dias.
Figura 4 Amostrador para coleta dos solos
Para amostragem dos gases, os recipientes foram perfurados e coletados com o auxílio
de uma seringa gaslight de 500µL através do septo instalado na tampa. Os gases foram
29
injetados em cromatógrafo de fase gasosa. As análises foram realizadas mensalmente, sendo
que, para cada mês, o mesmo recipiente com amostra foi utilizado.
As seis amostragens possuiam massas de solo e umidades distintas. Portanto, a
comparação direta das concentrações medidas nos headspaces dos diferentes reatores não
permite verificar a influência do tipo de solo na geração dos gases em questão. A fim de
comparar a geração de cada soluto gasoso em diferentes amostras (reatores com solos
distintos), foi necessário converter os resultados experimentais para uma mesma base, por
exemplo, mg de soluto/kg de solo em base seca.
Inicialmente, pesou-se os reatores vazios e os septos que serão utilizados para vedação
(m
reator
) e determinou-se os volumes internos totais (V
T
) de cada um deles.
Após a amostragem de cada solo, alíquotas foram separadas para alimentar o reator
com massas conhecidas (m
solo úmido
) e para a determinação da densidade do solo in natura
(ρ
solo úmido
), umidade do solo (U) e densidade do solo seco em estufa a 105
o
C por 24h, ou até
massa constante (ρ
solo seco
).
O sistema de vedação e a não abertura dos reatores permitiram considerar que a
umidade interna de cada reator permanecesse constante. O volume interno ocupado pela fase
gasosa (V
gás
) no interior de cada reator foi obtido pela Equação 4.1:
soloúmido
soloúmido
reatorgás
m
VV
ρ
−=
(4.1)
A análise cromatográfica forneceu as concentrações dos solutos nas fases gasosas
retidas nos reatores em partes por milhão (C
Appm
), que puderam ser convertidas em frações
molares (Y
A
) a partir da hipótese de solução de gases ideais na fase gasosa e da Equação 4.2:
6
10
Appm
A
C
Y = (4.2)
A massa de um soluto qualquer (A) pôde ser calculada a partir da sua concentração em
ppm a partir da Equação 4.3:
30
T
R
VPMC
m
gásAAppm
A
.
.
10
..
6
.
= (4.3)
em que M
A
é a massa molar do soluto A, P é a pressão total da fase gasosa, R é a constante
universal dos gases e T é a temperatura absoluta dos gases.
O consumo e a geração de gases no interior do reator pode acarretar na variação da
pressão total interna da fase gasosa no reator. No entanto, a partir da pressão total interna no
reator no instante inicial (P
i
=pressão atmosférica no local de fechamento do reator) e das
análises dos gases e da hipótese de V
gás
constante, tem-se (Equação 4.4):
tenVVV
gásgásfgási
tancos===
f
f
i
i
P
nTR
P
nTR
∑
∑
=
.
.
(4.4)
Sendo que ∑n
i
é a somatória do número de mols dos gases da fase gasosa no instante inicial,
∑n
f
é a somatória do número de mols dos gases presentes na fase gasosa em um instante
qualquer, P
i
é a pressão atmosférica no local de fechamento do reator instante inicial e P
f
é a
pressão total da fase gasosa no instante em análise. Mas, o número de mols de um gás ideal no
instante (n
Ai
) é (Equação 4.5):
T
R
VPC
n
gásiAppmi
Ai
.
.
10
..
6
.
= (4.5)
e em um instante de análise (n
Af
) é (Equação 4.6):
T
R
VPC
n
gásfAppmf
Af
.
.
10
..
6
.
= (4.6)
nas quais C
Appmi
e C
Appmf
são as concentrações medidas de um soluto gasoso nos instantes
inicial e qualquer de análise. De posse das equações 4, 5, 6 e de R, T, e V
gás
constantes, tem-
se (Equação 4.7):
∑
∑
=
fppmippm
CC
(4.7)
31
em que C
ippm
é a concentração de cada soluto em ppm no instante inicial e C
fppm
é a
concentração de cada soluto presente no instante final.
Portanto, para a determinação experimental do número de mols e conseqüentemente a
massa de cada soluto no interior da fase gasosa do reator, foi fundamental a medida da
pressão.
Por fim, a comparação das quantidades molares ou mássicas de cada soluto gerado em
reatores diferentes foi possível através do cálculo dos fatores de emissão (FT
A
) em miligramas
do soluto A por unidade de sólido seco (m
solo seco
) presente no reator (Equações 4.8 e 4.9):
)1.(
sec
Umm
soloúmidoosolo
−= (4.8)
para a obtenção da massa de sólido seco (m
solo úmido
) a partir da umidade (U).
osolo
A
soloúmido
A
A
m
m
Um
m
FT
sec
)1.(
=
−
=
(4.9)
4.1 Coleta
O solo de arenito da formação Botucatu foi amostrado no Condomínio Recreio
Internacional, localizado na rodovia Abraão Assed, que liga a cidade de Ribeirão Preto à
Serrana, próximo a uma lagoa que também foi utilizada para amostragem do sedimento (solo
de fundo) e da água.
As amostras gasosas (branco) foram coletadas a aproximadamente 20 cm da superfície
do solo e para isso utilizou-se uma seringa gaslight de 500 µL. Para coleta da amostra gasosa
foi realizada uma repetição de puxar e empurrar o êmbolo da seringa por cinco vezes
repetitivas e então coletar a amostra gasosa. Após a coleta a ponta da seringa foi tampada com
um septo apropriado. A Figura 5 mostra a equipe de trabalho realizando o procedimento de
coleta de arenito.
32
Figura 5 Coleta de amostra de solo arenito da formação Botucatu próximo à lagoa do Recreio
Internacional
A Figura 6 apresenta a coleta de amostra do sedimento da lagoa existente nas
proximidades do Condomínio Recreio Internacional.
Figura 6 Coleta da amostra do sedimento da lagoa do Recreio Internacional
A Figura 7 mostra a coleta da água da lagoa para a verificação de possíveis
interferências da qualidade da água na composição química do sedimento amostrado e,
conseqüentemente, na emanação de gases desse solo durante a incubação.
33
Figura 7 Coleta da amostra de água da lagoa do Recreio Internacional
A Figura 8 mostra a execução do procedimento de coleta de solo turfoso. A
amostragem foi realizada na Rodovia Antonio Machado Sant´Anna (SP-255), nas
proximidades das margens do Rio Mogi Guaçu.
Figura 8 Coleta de amostra de solo turfoso nas margens do Rio Mogi Guaçu
34
A Figura 9 apresenta a coleta de solo agrícola típico da região. O local escolhido foi a
área agrícola com cultivo de cana-de-açúcar, localizado no sítio Vale Verde nas proximidades
da Rodovia Antonio Machado Sant´Anna (SP-255) que liga Ribeirão Preto a São Carlos e
Araraquara.
Figura 9 Coleta de amostra de solo agrícola com plantação de cana-de-açúcar
A Figura 10 mostra a coleta de solo com mata nativa preservada. O local escolhido foi
a Mata Santa Teresa, remanescente da Mata Atlântica. A Mata Santa Teresa tem cerca de 150
hectares e é uma importante estação ecológica de Ribeirão Preto.
35
Figura 10 Coleta de amostra de solo da Mata de Santa Teresa
A Figura 11 mostra a coleta de solo de decomposição de basalto. O local escolhido foi
a região ao lado do Laboratório Central Analítica, no interior do Câmpus da UNAERP de
Ribeirão Preto.
Figura 11 Coleta de amostra de solo de decomposição de basalto no Câmpus da UNAERP de
Ribeirão Preto
36
Para cada amostra coletada, foram realizadas análises físico-químicas para
caracterização dos compostos macro e micro nutrientes, carbono orgânico, carbono
inorgânico total e contagem total de bactérias.
Os resultados foram submetidos à análise comparativa com o teste de branco e
repetitividade de resultados para validação e controle de qualidade. Os testes de branco tem
como referência a análise dos gases coletados próximos à superfície do solo,
aproximadamente a 20 cm da superfície em que foram coletadas as seis amostras.
4.2 Determinação de hidrocarbonetos leves
Para a análise dos hidrocarbonetos leves, utilizou-se um cromatógrafo a gás HP
6890 com detector de fotoionizaçao de chama (CG-FID), uma coluna capilar de sílica fundida
(HP-Al/KCl) de 50 m de comprimento, 0,32 mm de diâmetro interno e 8 µm de filme.
O equipamento operou nas condições desenvolvidas especificamente para a análise em
questão.
temperatura inicial de 75°C com posterior aquecimento até 110°C a uma razão de
3°C/min;
temperatura do injetor de 150°C;
temperatura do detector de 300°C;
fluxo de gás de arraste de 4,5 mL/min e
injeção split 5:1.
O cromatógrafo foi calibrado com uma mistura padrão de gases (certificado pela
White Martins). Para construir a curva analítica, a mistura padrão foi diluída com gás Hélio
em diferentes proporções na própria seringa.
37
4.3 Dióxido de carbono (CO
2
)
Para determinação do gás carbônico (CO
2
) foi utilizado um cromatógrafo de fase
gasosa, da marca Varian star 3600cx acoplado a um detector de condutividade térmica (TCD),
e coluna empacotada (Porapak-Q) de aço inoxidável com diâmetro de 1/8” e 2,7 m de
comprimento. O equipamento operou nas condições desenvolvidas especificamente para
análise.
- isoterma à 50ºC;
- temperatura do injetor de 100°C;
- temperatura do detector de 200°C;
- temperatura do filamento de 250ºC e
- fluxo de gás de arraste de 30 mL/min
Para a calibração do equipamento, utilizou-se uma mistura padrão certificado pela
White Martins contendo 102 ppm de CO
2
.
4.4 Exames bacteriológicos
Para evitar possíveis contaminações, as amostras foram coletadas utilizando-se luvas
assépticas descartáveis. Em seguida, foram identificadas segundo a profundidade e local de
retirada e então acondicionadas em sacos plásticos estéreis com lacre da marca Zip-Loc
próprios para acondicionar alimentos, e de massa desconhecida. Uma vez feita a coleta total
das amostras, estas foram armazenadas em caixas de isopor, encaminhadas ao laboratório de
Recursos Hídricos da Universidade de Ribeirão Preto e colocadas sob resfriamento para
posterior manipulação e preparo.
38
4.4.1 Contagem de bactérias heterotróficas e presença de bolores
Para contagem das bactérias heterotróficas foi necessário esterilizar a balança com
álcool 70%, pesar aproximadamente 1g da amostra de solo (Tabela 1), colocar em 99mL de
água de diluição (tendo assim uma diluição vezes 10
-1
). A água utilizada nesta etapa foi
desmineralizada e submetida à autoclave a uma temperatura de 120° C por 20 minutos. O
estudo foi realizado em pH 7,0.
As amostras foram diluídas com a água tamponada e então homogeneizadas para
posteriormente serem diluídas com água desmineralizada até um fator de 10
-5
vezes à amostra
inicial. Essas soluções foram encaminhadas ao laboratório de microbiologia para a inoculação
nos meios de cultura, utilizando-se a capela de fluxo laminar.
Para a inoculação nos meios de culturas, retirou-se 1 mL de cada uma das misturas,
colocando-as sobre os meios de culturas tipo agar padrão contagem em placas de petri
descartáveis com 10 cm de diâmetro, homogeneizando-se os inóculos com rodo de vidro
apropriado. Os meios de culturas inoculados foram levados à estufa modelo 002 CB do
fabricante FANEM para crescimento das possíveis colônias a uma temperatura de 35°C +
0,5
o
C. Após 24 h de incubação, as placas inoculadas foram submetidas à leitura para
observação de crescimento das unidades formadoras de colônias (UFC). Depois, os meios de
culturas foram devolvidos à estufa onde permaneceram por mais 24 h, totalizando 48 h de
incubação e novamente foram submetidos à contagem de colônias formadas. Uma vez
contadas as unidades formadoras de colônias (UFC), as placas foram acondicionadas e
submetidas à refrigeração para inibição do crescimento e, após esterilização foram
descartadas.
Na Tabela 1 estão apresentados os valores em massa de solo utilizado no início e no
final do estudo.
39
Tabela 1 Placas referentes a presença de bolores
Amostras Massa de Solo (g)
início
Massa de solo (g)
final
Solo Recreio Internacional 1,24 1,05
Sedimento de fundo de Lagoa
1,05 1,06
Solo Turfoso 1,05 1,03
Solo Região Agrícola 1,07 1,04
Solo mata Santa Teresa 1,05 1,01
Solo Unaerp 1,01 1,05
4.4.2 Carbono total e macro e micro nutrientes do solo
As análises de carbono orgânico total dos solos foram realizadas no Laboratório de
Bioquímica Ambiental do Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos.
As seis amostras de solo foram secas previamente por três dias em estufa a 35
o
C e
encaminhadas ao laboratório.
O equipamento utilizado foi o TOC 5000 da marca Shimadzu, acoplado a um módulo
de amostragem de sólidos (SSM – Solid Sample Module).
O procedimento consistiu em macerar as amostras, homogeneíza-las e queimá-las
juntamente com um catalisador de platina a 900
o
C. Os gases de combustão foram detectados e
analisados com infravermelho específico para a determinação de carbono total.
Para a quantificação do carbono inorgânico, adicionou-se ácido fosfórico às amostras
que, em seguida, foram aquecidas a 200
o
C para emanação de CO
2
, que foi detectado no
analisador de absorção de radiação infravermelha.
A análise de macro e micro nutrientes foi realizada no Laboratório de Química
Agrícola da UNAERP.
4.5 Determinação da umidade do solo
A determinação da umidade dos solos amostrados foi realizada com o higrômetro
digital modelo MA30-000V3 do fabricante Sartorius. A temperatura foi ajustada a 110
o
C por
um período de 99 minutos. No momento da coleta das amostras uma parte de solo foi
40
armazenada em saco plástico do tipo Zip Loc e para determinação da umidade o solo foi
homogeneizado. Uma porção de aproximadamente 25g de solo foi transferido para o
equipamento para determinação da umidade inicial.
4.6 Determinação da densidade do solo
A determinação da densidade de cada tipo de solo foi realizada em triplicata. A
metodologia utilizada foi gravimétrica, com auxílio de um picnômetro, previamente aferido.
O procedimento consistiu em secar o picnômetro em estufa por 12 horas, resfriá-lo
em dessecador, pesá-lo vazio e anotar a sua massa. Posteriormente, o picnômetro foi
preenchido com água e levado para geladeira até se obter a temperatura de 20°C. O conjunto
foi pesado, uma vez que o volume ocupado do picnômetro é a divisão da massa de água pela
sua densidade a 20
o
C (densidade da água à 20
o
C é 0,998 g/mL). A calibração do picnômetro
foi realizada em triplicata.
Após a determinação da massa e do volume do picnômetro, foi certa quantidade de
solo (aproximadamente 3,0g) cuja massa foi anotada. O picnômetro foi preenchido com água
e o conjunto foi mantido a 20
o
C. A diferença das massas do conjunto água-picnômetro-solo
com a do conjunto picnômetro-solo permitiu determinar a massa de água adicionada e o seu
volume, uma vez que a densidade da água a 20
o
C é conhecida. Finalmente, a densidade do
solo úmido foi calculada pela divisão da massa de solo pelo volume total do picnômetro
menos o volume da água. A figura 12 mostra o picnômetro utilizado durante a determinação
da densidade.
Figura 12 Picnômetro utilizado durante a determinação da densidade dos solos
41
4.7 Determinação do volume interno dos reatores
Para determinar o volume interno dos reatores, foi feita a pesagem do reator vazio
(m
1
) e, posteriormente, foi pesado o reator cheio de água à 26
o
C (m
2
). A diferença das massas
dos reatores cheios pelos reatores vazios permitiu calcular o volume interno de cada um (m
3
).
Nessa etapa, utilizou-se a balança semi-analítica da marca Gehaka modelo BG 2000, com
menor divisão de 0,01g e limite superior de pesagem de 2000,00g. A Tabela 7 mostra o
volume interno de cada reator. A figura 13 apresenta os reatores utilizados durante a pesquisa.
Figura 13 Reatores onde o solo foi acondicionado durante a pesquisa
42
5 RESULTADOS
Na seguir estão apresentados os resultados obtidos na presente pesquisa.
Determinou-se a massa de cada reator e, por diferença, calculou-se a massa de solo úmido
adicionado para incubação à temperatura de 20
o
C. Nessa etapa, utilizou-se uma balança semi-
analítica da marca Gehaka, modelo BG 2000, com menor divisão de 0,01g e limite superior
de pesagem de 2000,00g. A Tabela 2 mostra os resultados obtidos.
Tabela 2 Massas dos reatores e dos solos úmidos utilizados no estudo
Amostra
Massa do
reator (g)
Massa do reator
com solo (g)
Massa do solo
no reator (g)
Solo Arenito da formação Botucatu,
próximo à lagoa do Recreio
Internacional
1196,55 1703,60 507,05
Sedimento do fundo de lagoa do Recreio
Internacional
1179,74 1688,38 508,64
Solo Turfoso 1204,68 1687,68 483,00
Solo de Região Agrícola canavieira 1193,12 1605,93 412,81
Solo da Mata Santa Teresa 1198,98 1576,68 377,70
Solo de decomposição de Basalto no
Câmpus da UNAERP de Ribeirão Preto
1177,59 1568,12 390,53
O peso médio dos reatores foi 1200 g e a massa de solo variou de 370 g a 510 g,
sendo que a menor massa adicionada foi no reator que continha o solo da Mata de Santa
Teresa e o que continha a maior quantidade de solo foi o reator do Sedimento de fundo de
lagoa.
5.1 Resultados da umidade
Os resultados da umidade do solo obtidos nos momentos inicial e final da pesquisa
encontram-se na Tabelas 3.
43
Tabela 3 Resultados de umidade do solo no início e final da pesquisa
Amostra
Umidade
(% em massa) no
início da pesquisa
Umidade
(% em massa) no
final da pesquisa
Solo Arenito da formação Botucatu, próximo à
lagoa do Recreio Internacional
22,6 17,1
Sedimento do fundo de lagoa do Recreio
Internacional
37,9 81,7
Solo Turfoso 33,3 20,3
Solo de Região Agrícola Canavieira 24,2 23,3
Solo da Mata Santa Teresa 22,6 19,8
Solo de decomposição de Basalto no Câmpus da
UNAERP de Ribeirão Preto
26,1 23,7
As amostras de solo foram coletadas em período de muita chuva na região de
Ribeirão Preto e foram coletadas ao longo de um dia inteiro desde o período da manhã até o
início da noite. A umidade inicial do solo apresentou valores que variaram entre 22% e 38%
e a umidade final variou de 17% e 82%. Foi observado que a umidade do solo diminuiu em
todos os reatores exceto no sedimento de fundo da lagoa. No início da presente pesquisa o
solo que se apresentava mais seco era o da mata de Santa Teresa. Tanto no início quanto no
final da pesquisa o sedimento do fundo da lagoa foi o que apresentou maior umidade e no
término da pesquisa o solo mais seco era o da região de arenito Botucatu.
De acordo com Rajvanshi & Gupta (1986) a variabilidade do processo respiratório
do solo são afetados pela temperatura e principalmente a umidade. Na presente pesquisa a
temperatura manteve-se constante, portanto o fator variável foi a umidade.
De posse das massas de solo úmido e das umidades iniciais de cada solo (Tabelas 2
e 3), foi possível calcular a massa de solo em base seca contida para cada reator. A Tabela 4
mostra as massas de solo seco em cada reator.
44
Tabela 4 Massas de solos secos contidas em cada reator
Amostra Reator
Massa de
solo úmido
(g)
Umidade
(% em massa)
no início da
pesquisa
Massa de
solo em
base seca
(g)
Solo Arenito da formação Botucatu,
próximo à lagoa do Recreio Internacional
1 507,05 22,6 392,46
Sedimento do fundo de lagoa do Recreio
Internacional
2 508,64 37,9 315,87
Solo Turfoso 3 483,00 33,3 322,16
Solo de Região Agrícola Canavieira 4 412,81 24,2 312,91
Solo da Mata Santa Teresa 5 377,70 22,6 292,34
Solo de decomposição de basalto no
Câmpus da UNAERP de Ribeirão Preto
6 390,53 26,1 288,60
A massa de solo seco presente em cada reator variou de 290 g a 390 g, sendo que o
reator que continha maior quantidade de solo foi o reator 1 (Arenito Botucatu), e o com menor
quantidade foi o reator 5 (Mata de Santa Teresa).
5.2 Resultados da densidade do solo
Nas Tabelas 5 e 6 respectivamente estão apresentados os resultados obtidos da
densidade dos solos úmidos no início e no final do estudo.
Tabela 5 Resultados da densidade do solo úmido inicial obtido para cada amostra
Amostra
Massa de
solo úmido
(g)
Volume da
amostra
(mL)
Densidade do solo
úmido no iníco do
estudo (g/mL)
3,4739 1,9079 1,8208
3,1103 1,7384 1,7891
Solo Arenito da formação Botucatu
próximo à lagoa do Recreio Internacional
3,1750 1,8032 1,7607
3,2777 2,0112 1,6297
3,1549 1,7965 1,7561
Sedimento do fundo de lagoa do Recreio
Internacional
3,3377 1,9750 1,6899
3,1061 1,9320 1,6076
3,3616 2,1947 1,5317
Solo Turfoso
3,3330 2,1868 1,5241
3,1102 1,5990 1,9451
3,2607 1,7497 1,8635
Solo de Região Agrícola Canavieira
3,3557 1,7853 1,8796
3,1890 1,7167 1,8576
3,4739 1,9043 1,8242
Solo da Mata Santa Teresa
3,3902 1,8562 1,8264
3,3496 1,8110 1,8496
3,1276 1,7012 1,8385
Solo de decomposição de basalto no
Câmpus da UNAERP de Ribeirão Preto
3,7532 2,0328 1,8464
45
As médias aritméticas dos valores forneceram densidades de 1,7902 g/mL para o solo
Arenito Botucatu, 1,6919 g/mL para o sedimento de fundo de lagoa, 1,5545 g/mL para o solo
Turfoso, 1,8961 g/mL para o solo da região agrícola, 1,8361 g/mL para o solo da Mata e
1,8448 g/mL para o solo de Basalto.
Tabela 6 Resultados em triplicata da densidade do solo úmido final obtido para cada amostra
Amostra
Massa de
solo úmido
(g)
Volume da
amostra
(mL)
Densidade do solo úmido
no final do estudo
(g/mL)
3,1168 1,5730 1,9814
3,1361 1,6035 1,9558
Solo Arenito da formação Botucatu
próximo à lagoa do Recreio
Internacional 3,0788 1,5967 1,9282
3,102 1,6360 1,8960
3,3607 1,7339 1,9382
Sedimento do fundo de lagoa do
Recreio Internacional
3,2121 1,6234 1,9786
3,2565 1,7264 1,8863
3,1774 1,6854 1,8852
Solo Turfoso
3,0703 1,6224 1,8924
3,1836 1,6183 1,9672
3,1792 1,6136 1,9702
Solo de Região Agrícola Canavieira
3,0201 1,5575 1,9391
3,0316 1,4489 2,0923
3,1027 1,5215 2,0391
Solo da Mata Santa Teresa
3,1391 1,5375 2,0417
3,1218 1,6027 1,9478
3,1039 1,5630 1,9858
Solo de decomposição de basalto no
Câmpus da UNAERP de Ribeirão
Preto 3,1016 1,6135 1,9223
As médias aritméticas das densidades forneceram valores de 1,9552 g/mL para o solo
Arenito Botucatu, 1,9376 g/mL para o sedimento de fundo de lagoa, 1,8880 g/mL para o solo
Turfoso, 1,9588 g/mL para o solo da região agrícola, 2,0578 g/mL para o solo da Mata e
1,9520 g/mL para o solo de Basalto.
De acordo com Reichardt e Timm (2004) o valor da densidade do solo situa-se entre
1,0 g/cm
3
e 2,0 g/cm
3
para solo minerais. Os resultados apresentados nas Tabelas 5 e 6 estão
de acordo com Reichardt e Timm (2004), pois a densidade dos solos tanto no início da
46
pesquisa quanto no final variaram de 1,55 g/cm
3
a 2,0 g/cm
3
, sendo o solo turfoso o menos
denso.
5.3 Resultados da determinação dos volumes internos dos reatores
A seguir estão apresentados os resultados obtidos do volume internos dos reatores.
Tabela 7 Resultados obtidos para determinação do volume interno de cada reator
Solo do
reator
Temperatura
(
o
C)
Massa
do
reator
vazio
m
1
Massa
do
reator
com
água
m
2
Diferença
(massa de
água)
m
3
Densidade
da água
(g/cm
3
)
Volume
de água
nos
reatores
(g/cm
3
)
Arenito 26 1196,5 1573,34 376,84 0,9968 378,06
Sedimento 26 1179,83 1564,56 384,73 0,9968 385,97
Turfoso 26 1204,83 1587,65 382,82 0,9968 384,06
Agrícola 26 1192,9 1576,66 383,76 0,9968 385,00
Mata 26 1198,93 1581,11 382,18 0,9968 383,41
Basalto 26 1177,67 1563,09 385,42 0,9968 386,66
Nota: densidade relativa da água (Fonte: DNER 093/94)
Provido do volume interno de cada reator, massa de solo úmido e densidade do solo
úmido pôde-se a partir da Equação 4.1, determinar o volume da fase gasosa presente no
interior de cada reator. A Tabela 8 mostra o volume da fase gasosa em cada reator.
Tabela 8 Resultado obtido do volume da fase gasosa em cada reator
Reator
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Volume da
fase gasosa
(cm
3
)
94,82 85,34 73,35 195,09 177,70 174,97
5.4 Resultados de hidrocarbonetos leves
Para determinação dos hidrocarbonetos leves foi necessário o desenvolvimento de
uma curva analítica com uma mistura padrão diluída com gás Hélio em diferentes proporções.
47
Estas diluições foram obtidas com a variação de volume na própria seringa. Os resultados
obtidos que geraram a curva estão demonstrados na Tabela 9.
Tabela 9 Componentes e tempo de retenção (TR) do padrão utilizado na calibração
Componente TR (min)
Concentração do Padrão (ppm)
Metano 2,201 5,50 4,40 3,30 2,20 1,1 0,55
Etano 2,369 5,10 4,08 3,06 2,04 1,02 0,51
Eteno 2,536 5,30 4,24 3,18 2,12 1,06 0,53
Propano 3,090 4,80 3,84 2,88 1,92 0,96 0,48
Propileno 3,980 4,80 3,84 2,88 1,92 0,96 0,48
Isobutano 5,091 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,50
n-Butano 5,446 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,50
2-Buteno-trans 7,470 5,10 4,24 3,18 2,12 1,06 0,53
1-Buteno 7,700 4,90 4,08 3,06 2,04 1,02 0,51
2-Buteno-cis 8,702 5,20 4,08 3,06 2,04 1,02 0,51
neo-pentano 9,059 5,10 3,92 2,94 1,96 0,98 0,49
iso-pentano 10,302 5,30 4,16 3,12 2,08 1,04 0,52
Pentano 11,012 4,80 3,84 2,88 1,92 0,96 0,48
Na Figura 14 encontra-se apresentado o cromatograma típico dos hidrocarbonetos
leves.
Figura 14 Cromatograma típico dos hidrocarbonetos leves
48
O perfil da curva de calibração e os valores do coeficiente de correlação encontram-
se no Apêncie A.
As amostras do ar atmosférico, coletadas a aproximadamente 20 cm do solo,
serviram como testes de branco para comprovar a ausência ou a presença de traços dos gases
analisados no estudo. A Tabela 10 mostra os resultados obtidos na análise dos gases do teste
de branco. Os cromatogramas referentes ao resultado encontram-se no Apêndice B.
Tabela 10 Análises das amostras de ar coletado a 20 cm do solo (teste de branco)
Teste de Branco(ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Turfoso
Amostra 3
Agrícola
Amostra 4
Mata
Amostra 5
Basalto
Metano 1,002 1,138 0,901 1,022 0,871
Etano ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND
Propano ND ND ND ND ND
Propileno ND ND ND ND ND
Isobutano ND ND ND ND ND
n-Butano ND ND ND ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
Pelos resultados obtidos o único gás observado foi o metano, que esteve presente em
todos os testes de branco, sua concentração variou de 0,871 ppm a 1,138 ppm, sendo que o
49
solo que apresentou maior concentração de metano à 20 cm do solo foi a região de solo
Turfoso. Estes valores são muito próximos, pois a unidade tratada é ppm.
Amostras gasosas retiradas dos reatores após dois dias da incubação à 20
o
C
forneceram os resultados da Tabela 11, e os cromatogramas encontram-se no Apêndice B.
Tabela 11 Análises das amostras retiradas do reator no segundo dia após a amostragem
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 8,096 287,161
10,478 3,157 2,849 2,610
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano ND ND ND 0,151 0,142 ND
Propileno ND ND ND 0,093 ND ND
Isobutano ND ND ND 0,116 0,127 ND
n-Butano ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND 0,082 ND ND ND ND
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
Após dois dias da coleta, foi observado que a concentração de metano aumentou em
todos os tipos de solo e foi observada a presença de uma pequena quantidade de pentano no
sedimento do fundo da lagoa. Ocorreu a formação de propano e isobutano no solo de região
agrícola e também na Mata. Na região agrícola também foi observada a presença de
propileno.
50
Nota-se, pelas Tabelas 10 e 11, que o componente sistematicamente detectado foi o
metano, tanto na amostra de branco como na dos reatores no instante inicial. Portanto, o
experimento mostrou-se apto a verificar a geração dos demais gases em função do tempo e do
tipo de solo amostrado.
A Tabela 12 mostra os resultados obtidos a partir das análises dos hidrocarbonetos
gasosos presentes nos reatores após trinta e oito dias da coleta das amostras.
Tabela 12 Análises das amostras retiradas do reator 38 dias após a amostragem
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
Trinta e oito dias após a coleta, foi observada a formação de outros hidrocarbonetos
além do metano. Em todas as amostras ocorreu a formação do isobutano. Os gases butano e
propano só não foram observados no solo turfoso.
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 2,602 223,0 1,706 1,719 1,094 1,001
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,259 0,214 ND 0,944 0,606 0,387
Propileno ND 0,276 0,127 ND ND ND
Isobutano 0,488 0,342 0,102 1,316 1,321 0,459
n-Butano 0,097 0,204 ND 0,607 0,139 0,224
2-Buteno-trans 3,454 0,195 2,440 ND ND ND
1-Buteno ND 0,310 ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
51
A Tabela 13 apresenta a concentração em ppm dos hidrocarbonetos gasosos presentes
em cada reator após oitenta e cinco dias da coleta.
Tabela 13 Análises das amostras retiradas do reator 85 dias após a amostragem
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
Pelos resultados obtidos na Tabela 13, após 85 dias da coleta o gás propano ficou
abaixo do limite de detecção do método no solo Arenito Botucatu e no solo da Mata e passou
a estar presente no solo Turfoso. O propileno não foi detectado dentro do limite de detecção
no sedimento de fundo de lagoa por outro lado aumentou a sua concentração no solo Turfoso.
O isobutano não foi observado no solo Turfoso e também no solo da Mata. No solo Arenito,
sedimento do fundo de lagoa, turfa e na mata, o n-butano não foi detectado e nos demais solos
a sua concentração diminuiu.
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 1,790 80,21 2,571 2,538 0,310 1,299
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano ND 0,211 0,112 0,702 ND 0,307
Propileno ND ND 0,271 ND ND ND
Isobutano 0,221 0,175 ND 0,405 ND 0,599
n-Butano ND ND ND 0,126 ND 0,136
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
52
A Tabela 14 mostra a concentração em ppm dos hidrocarbonetos leves presentes nos
reatores após cento e doze dias das amostragens.
Tabela 14 Análises das amostras retiradas do reator 112 dias após a amostragem
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
Após 27 dias da última análise dos hidrocarbonetos leves, foi observado que o gás
propano não havia sido detectado no solo arenito e agora após 112 dias foi detectado 0,107
ppm. O propano, após 85 dias da amostragem participava com 0,211 ppm e vinte e sete dias
após está análise não foi mais detectado.
O propileno só foi observado no solo Turfoso. O n-butano só foi observado no solo de
região agrícola e antes era também observado no solo de decomposição de basalto.
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 1,3462 18,68 1,980 1,929 0,446 0,742
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,107 ND 0,244 0,920 ND 0,289
Propileno ND ND 0,521 ND ND ND
Isobutano 0,225 ND 0,106 0,507 ND 0,566
n-Butano ND ND ND 0,147 ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
53
A Tabela 15 mostra a concentração em ppm dos hidrocarbonetos gasosos presentes
nos reatores após 118 dias da incubação das amostras à 20
o
C.
Tabela 15 Análises das amostras retiradas do reator 118 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 2,006 67,044 2,668 2,814 2,543 2,064
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,398 0,158 0,204 1,483 ND 0,264
Propileno 0,159 ND 0,236 ND ND ND
Isobutano 0,322 0,135 0,114 0,719 ND 0,540
n-Butano ND ND ND 0,221 ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
De acordo com a Tabela 15, observou-se que o único solo que não apresentou gás
propano e isobutano foi o solo da Mata. O propileno só foi obtido no solo Arenito e Turfoso e
o n-butano só foi detectado no solo de região agrícola.
A Tabela 16 traz a concentração em ppm dos hidrocarbonetos leves presentes nos
reatores após cento e quarenta e nove dias de incubação, a 20
o
C. De acordo com os resultados
obtidos observou-se que o propileno não está mais presente em nenhuma das amostras, o
propano e o isobutano só não estão presentes no solo da Mata de Santa Teresa.
54
Tabela 16 Análises das amostras retiradas do reator 149 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 2,803 346,15 2,714 2,500 1,923 1,695
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,085 0,085 0,941 0,512 ND 0,217
Propileno ND ND ND ND ND ND
Isobutano 0,387 0,080 0,353 0,408 ND 0,498
n-Butano ND ND 0,111 ND ND 0,096
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
A Tabela 17 fornece a concentração em ppm dos hidrocarbonetos leves presentes nos
reatores após cento e cinqüenta e seis dias de incubação, a 20
o
C.
De acordo com a Tabela 17, n-butano foi encontrado apenas no solo Turfoso. O gás
propano e o isobutano não estavam presentes no sedimento de fundo de lagoa e nem no solo
da Mata enquanto o gás metano estava presente em todas as amostras.
55
Tabela 17 Análises das amostras retiradas do reator 156 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (ppm)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 2,155 1348,36
1,983 2,889 1,547 1,34
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,146 ND 0,952 0,674 ND 0,296
Propileno ND ND ND ND ND ND
Isobutano 0,487 ND 0,454 0,554 ND 0,483
n-Butano ND ND 0,149 ND ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
ND – não detectado Limite de detecção = 0,01 ppm
De posse da Equação 4.3, da massa molecular dos hidrocarbonetos, do volume dos
reatores e da concentração em ppm dos hidrocarbonetos presentes em cada reator é possível
calcular a massa de cada soluto nos reatores. De acordo com Kotz e Ttreichel (1998), a
constante universal dos gases (R) vale 0,08206 L.atm/K.mol, a massa atômica do átomo de
hidrogênio é 1,0079 uma e a massa atômica do átomo de carbono é 12,011 uma.
Com as massas atômicas foram calculadas as massas moleculares dos
hidrocarbonetos pesquisados. Metano (MM=16,0426); etano (MM=30,0694), eteno
(MM=,28,0536), propano (MM=44,0962), propileno (MM=42,0804), isobutano
(MM=58,1230), n-butano (MM=58,1230), 2-buteno-trans (MM=56,1072), 1-buteno
(MM=56,1072), 2-buteno-cis (MM=56,1072), neo-pentano (MM=72,1498), iso-butano,
pentano (MM=72,1498).
56
As Tabelas 18, 19, 20, 21, 22, 23 e 24 mostram a massa de cada soluto presente nos
reatores após a incubação das amostras.
Tabela 18 Massa de soluto dos reatores no segundo dia após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,51
16,0
0,52
0,35
0,34
0,31
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano ND ND ND 0,046
0,046 ND
Propileno ND ND ND 0,027 ND ND
Isobutano ND ND ND 0,047
0,054
ND
n-Butano ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND 0,021
ND ND ND ND
57
Tabela 19 Massa de soluto dos reatores 38 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,16
12
0,084
0,19
0,13
0,12
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,045
0,034
ND 0,29
0,20
0,12
Propileno ND 0,041
0,016
ND ND ND
Isobutano 0,11
0,071
0,018
0,53
0,57
0,19
n-Butano 0,022
0,042
ND 0,25
0,060
0,095
2-Buteno-trans 0,76
0,039
0,42
ND ND ND
1-Buteno ND 0,062
ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
Tabela 20 Massa de soluto dos reatores 85 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,11
5,6
0,13
0,28
0,037
0,15
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano ND 0,033
0,015
0,22
ND 0,099
Propileno ND ND 0,035
ND ND ND
Isobutano 0,051
0,036
ND 0,16
ND 0,25
n-Butano ND ND ND 0,051
ND 0,058
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
58
Tabela 21 Massa de soluto dos reatores 112 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,086
1,1
0,096
0,22
0,053
0,087
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,019
ND 0,033
0,28
ND 0,093
Propileno ND ND 0,067
ND ND ND
Isobutano 0,052
ND 0,019
0,21
ND 0,24
n-Butano ND ND ND 0,060
ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
Tabela 22 Massa de soluto dos reatores 118 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,13
3,8
0,13
0,31
0,30
0,24
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,069
0,025
0,028
0,46
ND 0,085
Propileno 0,027
ND 0,031
ND ND ND
Isobutano 0,074
0,028
0,020
0,29
ND 0,23
n-Butano ND ND ND 0,090
ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
59
Tabela 23 Massa de soluto dos reatores 149 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,18
20,0
0,13
0,28
0,23
0,20
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,015
0,013
0,13
0,16
ND 0,070
Propileno ND ND ND ND ND ND
Isobutano 0,089
0,017
0,063
0,16
ND 0,21
n-Butano ND ND 0,020
ND ND 0,041
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
Tabela 24 Massa de soluto dos reatores 156 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (µg)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
Metano 0,014
77,0
0,098
0,32
0,18
0,16
Etano ND ND ND ND ND ND
Eteno ND ND ND ND ND ND
Propano 0,026
ND 0,13
0,21
ND 0,095
Propileno ND ND ND ND ND ND
Isobutano 0,11
ND 0,081
0,22
ND 0,20
n-Butano ND ND 0,027
ND ND ND
2-Buteno-trans ND ND ND ND ND ND
1-Buteno ND ND ND ND ND ND
2-Buteno-cis ND ND ND ND ND ND
neo-Pentano ND ND ND ND ND ND
iso-Pentano ND ND ND ND ND ND
Pentano ND ND ND ND ND ND
60
5.5 Curva de correlação dos hidrocarbonetos gasosos
Os gráficos abaixo representam o comportamento dos hidrocarbonetos leves em
relação ao tempo nos diferentes tipos de solo da região de Ribeirão Preto.
A Figura 15 representa a curva dos hidrocarbonetos leves presentes no solo Arenito
Botucatu, durante o decorrer da pesquisa.
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 50 100 150
Tempo (d)
Concentração de
Hidrocarbonetos (ppm)
Metano Propano iso-butano
n-Butano 2-Buteno-trans Propileno
Figura 15 Concentração dos hidrocarbonetos no solo Arenito Botucatu em função do tempo.
Pelo gráfico da Figura 15 foi possível perceber que no solo arenito Botucatu a
concentração de metano dois dias após a amostragem era aproximadamente 8 ppm e trinta e
oito dias após a amostragem ocorreu uma queda para 2,6 ppm, posteriormente este valor
oscilou entre 1,6 ppm a 2,8 ppm até o final da pesquisa. Em oposição ao metano, o gás 2-
buteno-trans dois dias após a coleta não foi detectado pelo equipamento e trinta e oito dias
após a amostragem observa-se a formação de 3,4 ppm do gás posteriormente, o 2-buteno-trans
não foi mais detectado pelo equipamento. Observa-se pelo gráfico da Figura 15 que o
comportamento do gás metano e do 2-buteno-trans é inverso.
61
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 50 100 150
Tempo (d)
Concentração de
Hidrocarbonetos (ppm)
Metnao Pentano Propano Propileno
iso-Butano n-Butano 1-Buteno
Figura 16 Concentração de hidrocarbonetos no sedimento de fundo de lagoa em função do
tempo.
No sedimento de fundo de lagoa, no início a concentração de metano era de 287
ppm, ocorreu uma queda com o decorrer do tempo e 112 dias após a amostragem atingiu valor
mínimo de 18,7 ppm, porém posteriormente observou-se a formação do gás metano com
crescimento atingindo valor máximo de 1348 ppm 156 dias após a amostragem.
O sedimento do fundo da lagoa foi o único que apresentou a concentração de metano
crescente, vale ressaltar o elevado teor de umidade existente no mesmo.
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150
Tempo (d)
Concentração de
Hidrocarbonetos (ppm)
Metano Propileno iso-Butabo 2-Buteno-trans Propano
Figura 17: Concentração de hidrocarbonetos no solo turfoso em função do tempo.
62
O solo turfoso comparado com ao solo Botucatu apresentaram comportamento
similar com relação a geração de gás metano e 2-buteno-trans, as umidades iniciais e finais
também são equivalentes.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 50 100 150
Tempo (d)
Concentração de
Hidrocarbonetos (ppm)
Metano Propano iso-Butano n-Butano Propileno
Figura 18: Concentração de hidrocarbonetos no solo de região agrícola em função do tempo.
No solo da mata de Santa Teresa a concentração de metano oscilou do início ao final
da pesquisa e seu valor variou de 3,1 ppm a 1,7 ppm. Ao comparar os gráficos do solo de
região agrícola, da mata de Santa Teresa o de decomposição de basalto, notou-se presente nas
amostras além do metano os gases propano, isobutano e n-pentano. Diante disso, observou-se
que a densidade dos solos, a porcentagem de carbono orgânico total, o potencial
hidrogeniônico e a concentração de matéria orgânica nestes solos também apresentaram
valores semelhantes.
63
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 50 100 150
Tempo (d)
Concentração de
Hidrocarbonetos (ppm)
Metano Propano iso-Butano n-Butano
Figura 19: Concentração de hidrocarbonetos no solo da Mata de Santa Teresa em função do
tempo.
Comparando o solo da mata de Santa Teresa com o de decomposição de basalto
observa-se que em ambos a concentração de metano no início da pesquisa não obteve valores
maiores de 3,0 ppm e ocorreu oscilação em sua concentração.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 50 100 150
Tempo (d)
Concentração de
Hidrocarbonetos (ppm)
Metano Propano iso-Butano n-Butano
Figura 20: Concentração de hidrocarbonetos no solo de decomposição de Basalto em função
do tempo
5.6 Tratamento dos resultados analíticos
O balanço material para o soluto na fase gasosa permite verificar se há produção ou
consumo de soluto em função do tempo.
64
dt
dm
RWW
A
AAsAe
=+− (5.1)
Em que W
Ae
é a vazão mássica de soluto que entra no sistema, W
As
é a vazão
mássica de soluto que sai no sistema, R
A
é a taxa de produção do soluto no sistema, m
A
é a
massa de soluto acumulada no sistema e t é o tempo decorrido.
Como não há entrada nem saída de soluto do reator, alíquotas de 500 µL por amostra
de gás para cromatografia, a Equação 5.1 se reduziu a:
dt
dm
R
A
A
= (5.2)
Para permitir comparar os resultados para cada soluto em questão em diferentes
reatores foi necessário normalizar a Equação 5.2 em relação a massa seca de solo nos reatores.
Então:
dt
dm
mm
R
FT
A
osoloosolo
A
A
secsec
1
==
(5.3)
na qual, FT
A
é o fator de geração ou consumo de soluto por unidade de massa seca de solo e
de tempo de permanência no interior do reator (mg/kg.d) e m
solo seco
é a massa de solo seco no
interior do reator.
Optou-se por efetuar a derivação numérica à direita para se obter os fatores de
produção (valores positivos) ou de consumo (valores negativos), uma vez que o período das
análises cromatográficas não foram regulares.
A Tabela 25 mostra os resultados obtidos para os hidrocarbonetos no solo arenito
Botucatu próximo à lagoa do Recreio Internacional (Reator 1).
65
Tabela 25 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo arenito Botucatu próximo à
lagoa do Recreio Internacional.(Reator 1)
(Reator 1) FT de hidrocarbonatos µg/ kg.d
Componente
2 dias 38 dias
85dias
112 dias
118 dias
149 dias
156 dias
Metano 0,65
-0,02
0,00
0,00 0,02 0,00 -0,01
Etano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Eteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Propano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,02 0,00 0,00
Propileno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,01 0,00 0,00
Isobutano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
n-Butano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-trans
0,00
0,05 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
1-Buteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-cis 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
neo-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
iso-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
A Figura 21 mostra o fator de emissão do gás metano, propano, propileno e do 2-
buteno-trans em função do tempo para a amostra de solo arenito Botucatu.
Figura 21 Fator de emissão do metano, propano, propileno e 2-buteno-trans em função do
tempo para amostra do solo arenito Botucatu (Reator 1)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Metano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propileno (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT 2-buteno-trans (µg/kg.d)
66
Nota-se pela Figura 21 que houve produção de metano até o segundo dia de
incubação e que após 38 dias não ocorreu produção ou consumo do gás. Para os gases
propano, propileno e 2-buteno-trans não ocorreu produção nem consumo.
A Tabela 26 mostra os resultados obtidos para os hidrocarbonetos no Sedimento do
fundo da lagoa do Recreio Internacional (Reator 2).
Tabela 26 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves do Sedimento do fundo da lagoa do
Recreio Internacional (Reator 2)
(Reator 2) FT de hidrocarbonatos µg/ kg.d
Componente
2 dias 38 dias
85dias 112 dias
118 dias
149 dias
156 dias
Metano 25,8
-0,32
-0,55
-0,41 1,46 1,62 25,81
Etano 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Eteno 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Propano 0,00
0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00
Propileno 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Isobutano 0,00
0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00
n-Butano 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-trans
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1-Buteno 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-cis 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
neo-Pentano 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
iso-Pentano 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Pentano 0,03
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
A Figura 22 mostra o fator de emissão do gás metano, propano, isobutano e pentano
no sedimento do fundo da lagoa do Recreio Internacional (Reator 2), os demais gases não foi
observado nenhum traço de produção ou consumo.
.
67
Figura 22 Fator de emissão do gás metano, propano, isobutano e pentano em função do tempo
para o sedimento do fundo da lagoa do Recreio Internacional (Reator 2).
Nota-se pela Figura 22 que houve produção do gás metano até o segundo dia de
incubação com taxa de 25,8 µg/k.d e que após 38 dias ocorreu consumo de 0,32 a 0,55 µg/k.d
do gás até 112 dias. Posteriormente, de 112 dias até 156 dias, houve uma retomada na
produção do metano nesta amostra com taxa de produção próxima do valor inicial. Percebeu-
se também que a taxa de produção do gás metano no período inicial foi bastante superior à
amostra do solo arenito Botucatu. Para os demais hidrocarbonetos não foi observado produção
ou consumo dos gases.
A Tabela 27 mostra os resultados obtidos para os hidrocarbonetos leves no solo
turfoso.
-2
3
8
13
18
23
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Metano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT propano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT isobutano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT pentano (µg/kg.d)
68
Tabela 27 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo turfoso (Reator 3)
(Reator 3) FT de hidrocarbonatos µg/ kg.d
Componente
2 dias 38 dias
85dias
112 dias
118 dias
149 dias
156 dias
Metano 0,81
-0,04
0,00
0,00 0,02 0,00 -0,014
Etano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Eteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Propano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,01 0,00
Propileno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,02 0,00 0,00
Isobutano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
n-Butano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-trans
0,00
0,04 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
1-Buteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-cis 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
neo-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
iso-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
A Figura 23 mostra o fator de emissão do gás metano, propano, propileno e 2-
buteno-trans do solo turfoso (Reator 3), para os demais hidrocarbonetos não foi observado
nenhuma produção ou consumo.
69
Figura 23 Fator de emissão do gás metano, propano, propileno e 2-buteno-trans em função do
tempo para o solo turfoso (Reator 3)
Pela Figura 23, nota-se que houve produção do gás metano até o segundo dia de
incubação com taxa de 0,81 µg/k.d, após este período observa-se pelo gráfico o consumo do
gás atingindo um fator de -0,04 µg/k.d no trigésimo oitavo dia de incubação. Para o propano e
o propileno não foi observado produção nem consumo dos gases. Pelo gráfico do 2-buteno-
trans foi observado uma ligeira produção do gás até o trigésimo oitavo dia com posterior
consumo. Para os demais hidrocarbonetos não foi observado nem produção ou consumo dos
gases.
A Tabela 28 mostra o fator de emissão dos hidrocarbonetos leves gerados no solo de
Região agrícola canavieira (Reator 4).
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propileno (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT 2-buteno-trans (µg/kg.d)
-0,3
-0,1
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Metano (µg/kg.d)
70
Tabela 28 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo de região agrícola (Reator 4)
(Reator 4) FT de hidrocarbonatos µg/ kg.d
Componente
2 dias 38 dias
85dias 112 dias
118 dias
149 dias
156 dias
Metano 0,55
0,01
0,00 0,00 0,05 0,00 -0,02
Etano 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Eteno 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Propano 0,07
0,02
0,00 0,00 0,09 -0,03 0,02
Propileno 0,04
0,00
0,00 0,00 0,01 0,00 0,00
Isobutano 0,08
0,04
0,03 0,00 0,04 -0,01 0,03
n-Butano 0,00
0,02
-0,01
0,00 0,02 0,00 0,00
2-Buteno-trans
0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1-Buteno 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-cis 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
neo-Pentano 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
iso-Pentano 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Pentano 0,00
0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
A Figura 24 mostra o fator de emissão dos hidrocarbonetos leves em função do
tempo para o solo de região agrícola canavieira.
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Metano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propileno (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT isobutano (µg/kg.d)
71
Figura 24 Fator de emissão do gás metano, propano, propileno, isobutano e n-butano em
função do tempo para o solo de região agrícola (Reator 4)
Pelos gráficos da Figura 24 observou-se produção do gás metano até o segundo dia
de incubação com posterior consumo até o trigésimo oitavo dia de incubação. Após 38 dias de
incubação não foi observado produção ou consumo do metano só voltando a ser produzido
118 dias de incubação. O gás propano teve produção até o segundo dia de incubação com taxa
de 0,07 µg/kg.d chegando a zero 85 dias após a incubação. Após 118 dias de incubação foi
observado uma nova produção do gás propano com taxa de 0,09 µg/kg.d e posterios consumo
atingindo valor de -0,03 µg/kg.d.
Para o gás propileno foi observado uma ligeira taxa de produção até o segundo dia
com valor de 0,04 µg/kg.d com posterior consumo, mantendo-se zerado até o final da presente
pesquisa. O isobutano após dois dias de incubação foi observado uma taxa de produção de
0,08 µg/kg.d e o gás foi sendo consumido até a final pesquisa. O n-butano foi observado uma
ligeira produção do gás com taxa de 0,02 µg/kg.d 38 dias após a incubação.
A Tabela 29 mostra o fator de emissão dos hidrocarbonetos leves presentes no solo
da mata de Santa Teresa (Reator 5).
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT n-butano (µg/kg.d)
72
Tabela 29 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo da Mata de Santa Teresa
(Reator 5) FT de hidrocarbonatos µg/ kg.d
Componente
2 dias 38 dias
85dias
112 dias
118 dias
149 dias
156 dias
Metano 0,60
-0,02
0,00
0,00 0,14 0,00 0,02
Etano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Eteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Propano 0,08
0,01 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Propileno 0,09
0,05 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Isobutano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
n-Butano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-trans
0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
1-Buteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-cis 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
neo-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
iso-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
A Figura 25 mostra o fator de emissão dos hidrocarbonetos leves em função do
tempo para o solo da Mata de Santa Teresa.
Figura 25 Fator de emissão do metano, propano e propileno em função do tempo para o solo
da Mata de Santa Teresa (Reator 5)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Metano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT propileno (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT propano (µg/kg.d)
73
Pelos gráficos da Figura 25 observou-se produção de 0,60 µg/kg.d do gás metano até
o segundo dia de incubação com posterior consumo 38 dias após a incubação. Uma nova
produção do gás metano só foi observada após 118 dias de incubação com taxa de 0,14
µg/kg.d. O gás propano teve produção de 0,08 µg/kg.d até o segundo dia de incubação
atingindo taxa zero 85 dias após a incubação e mantendo-se até o fina da pesquisa.O
propileno teve comportamento idêntica ao propano com taxa de produção inicial de 0,09
µg/kg.d no segundo dia de incubação e posterior consumo atingindo zero 85 dias após a
incubação.
A Tabela 30 mostra o fator de emissão dos hidrocarbonetos leves presentes no solo
de decomposição de basalto da UNAERP (Reator 6).
Tabela 30 Fator de emissão dos hidrocarbonetos leves no solo de decomposição de basalto
(Reator 6) FT de hidrocarbonatos µg/ kg.d
Componente
2 dias 38 dias
85dias
112 dias
118 dias
149 dias
156 dias
Metano 0,54
-0,02
0,00
0,00 0,09 0,00 -0,02
Etano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Eteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Propano 0,00
0,01 0,00
0,00 0,00 0,00 0,01
Propileno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Isobutano 0,00
0,02 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
n-Butano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-trans
0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
1-Buteno 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
2-Buteno-cis 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
neo-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
iso-Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
Pentano 0,00
0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00
74
A Figura 26 mostra o fator de emissão dos hidrocarbonetos leves em função do
tempo para o solo de decomposição de basalto da UNARP.
Figura 26 Fator de emissão do metano, propano e isobutano em função do tempo para o solo
de decomposição de basalto da UNAERP (Reator 6)
Pelos gráficos da Figura 26 observou-se produção de 0,54 µg/kg.d do gás metano até
o segundo dia de incubação com posterior consumo 38 dias após a incubação. Uma nova
produção do gás metano só foi observada após 118 dias de incubação com taxa de 0,09
µg/kg.d. Para o gás propano e isobutano não foi observada produção ou consumo dos gases.
Através da análise dos resultados presentes nas tabelas 25 a 30 e nas figuras 20 a 25,
o sedimento do fundo de lagoa do Recreio Internacional foi o que forneceu a maior taxa de
produção de gás metano no período estudado (25,8 µg/kg.d), valor bastante posterior ao
encontrado nas demais amostras (inferiores a 1,00 µg/kg.d).
O fator de emissão do gás metano nos reatores foram muito semelhantes, exceto para
o sedimento do fundo da lagoa. A taxa de produção do metano obteve valores máximos nos
dias iniciais do estudo. Posteriormente ocorreu uma leve tendência de consumo do gás gerado
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Metano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT Propano (µg/kg.d)
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Tempo (dias)
FT isobutano (µg/kg.d)
75
seguido de um aumento na taxa de produção em aproximadamente 120 dias incubação e nova
inativação do sistema.
Os demais hidrocarbonetos praticamente não foram gerados, onde a maior taxa de
produção foi de 0,09 µg/kg.d do gás propileno no solo da Mata de Santa Teresa (Reator 5).
Provavelmente, a condição de insaturação dos solos incubados foi determinante para a não
geração dos demais hidrocarbonetos, apesar de haver água disponível nos reatores.
5.7 Quantificação de gás carbônico
Para quantificação do gás carbônico foi necessário o desenvolvimento de uma curva
analítica desenvolvida com um padrão certificado pela White Martins, contendo 102 ppm de
CO
2
.
Tabela 31 Concentração em ppm e em gramas(g) de CO
2
nos reatores 8 dias após a coleta
Amostras – Reatores (mg/L)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
CO
2
(mg/L) 46344 25882 10093 8880 28269 26906
CO
2
(g) 8,08 4,07 1,36 2,72 9,21 8,63
Limite de detecção = 0,01 mg/L
De acordo com a Tabela 31 a concentração de gás carbônico variou de 8880 a 46350
mg/L e de 1,36 a 8,63g. Sendo assim, o solo que apresentou maior quantidade de gás
carbônico foi o solo de decomposição de basalto e o solo que apresentou a menor quantidade
de gás carbônico foi o solo turfoso.
Segundo Tewary et al. (1982), ocorre maior evolução de CO
2
em solos que
apresentam menor densidade, no entanto isto não pôde ser observado na pesquisa, sabendo-se
que o solo turfoso foi o que apresentou menor densidade e, portanto deveria ter a maior
76
concentração de CO
2
. Este fato pode estar associado à acidez do solo, de acordo com Tewary
et al. (1982) e Selbach (1989), a atividade microbiológica e a decomposição da matéria
orgânica aumentam após a correção da acidez do solo. O solo turfoso foi o que apresentou o
menor potencial hidrogeniônico quando comparado com os demais.
Tabela 32 Análise do gás carbônico 90 dias após a amostragem
Amostras – Reatores (mg/L)
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
CO
2
(mg/L) 44003 33269 491 2454 5670 33787
CO
2
(g) 7,67 5,22 0,066 0,75 1,84 10,83
Limite de detecção = 0,01 mg/L
De acordo com a Tabela 32, a concentração de gás carbônico variou de 491 a 44003
mg/L, e sua massa variou de 0,75 a 10,83g. Sendo que o solo com maior quantidade de gás
carbônico é o solo da decomposição de basalto e o solo que apresenta a menor quantidade é o
solo turfoso.
Tabela 33 Análise do gás carbônico 118 dias após a amostragem
Amostras – Reatores
Componente
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
CO
2
(mg/L) 24491 43442 1664 3571 7602 15842
CO
2
(g) 4,27 6,83 0,22 1,10 2,48 5,08
Limite de detecção = 0,01 mg/L
De acordo com a Tabela 33, a concentração de gás carbônico variou de 1664,5 a
43400 mg/L e sua massa variou de 0,22 a 6,83g, sendo que o solo com maior quantidade de
gás carbônico é o sedimento do fundo da lagoa que também apresentou a maior umidade. De
77
acordo com Rajvanshi & Gupta (1986) a maior proporção da geração de CO
2
dos processos
respiratórios do solo decorrem da temperatura e principalmente da umidade, pode-se, portanto
considerar a umidade como fator único, uma vez que a temperatura no experimento foi
mantida constante a 20
o
C para todas as amostras.
A Figura 27 representa a variação da concentração de gás carbônico nos diferentes
tipos de solo durante a pesquisa.
0
10000
20000
30000
40000
50000
0 20 40 60 80 100 120
Tempo (d)
Concentração de CO2 (mg/L)
Botucatu Sedimento Turfoso
Agrícola Mata Basalto
Figura 27 Concentração de CO
2
em mg/L em relação ao tempo nos reatores de 1 a 6.
Pelo gráfico da Figura 27 observou-se que no sedimento de fundo de lagoa foi o
único que apresentou a curva ascendente, enquanto os demais apresentaram curvas
descendentes. Este fato deve-se à umidade alta apresentada no sedimento do fundo da lagoa.
5.8 Resultados da contagem de bactérias heterotróficas e presença de bolores
A seguir estão apresentadas as placas de Petri utilizadas na incubação das amostras e
os resultados obtidos no início da pesquisa. As Figuras 28 e 29 ilustram as placas obtidas para
a contagem de bactérias e análise da presença de fungos nos solos amostrados.
78
Figura 28 Placas para a contagem de bactérias obtidas no estudo
Figura 29 Placas referentes a presença de bolores
As Tabelas 34 e 35 mostram os resultados obtidos nos exames microbiológicos
efetuados no início e no término da pesquisa respectivamente.
Tabela 34 Resultados obtidos dos exames de presença de bolores e de bactérias heterotróficas
Bolores
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
ausente presente presente presente ausente ausente
Contagem de Bactérias Heterotróficas
9.10
3
2.10
4
4.10
5
3.10
6
1.10
4
8.10
4
79
A Tabela 35 mostra os resultados obtidos dos exames microbiológicos efetuados no
término da pesquisa.
Tabela 35 Resultados obtidos nos exames de presença de bolores e de bactérias heterotróficas
Bolores
Amostra 1
Arenito
Amostra 2
Sedimento
Amostra 3
Turfoso
Amostra 4
Agrícola
Amostra 5
Mata
Amostra 6
Basalto
ausente ausente ausente ausente ausente ausente
Contagem de Bactérias Heterotróficas
1,6.10
3
3.10
3
2.10
3
1.10
2
3.10
4
3.10
3
Portanto, pelo resultado das Tabelas 34 e 35 constatou-se a existência de
microorganismos em todas as amostras de solo coletadas tanto no início quanto no término da
pesquisa. Observou-se que o solo da mata foi o único a apresentar aumento na concentração
de microorganismos. Pó outro lado, observou-se a inexistência de fungos ativos em todas as
amostras no final da pesquisa. No entanto, em razão da não produção de hidrocarbonetos
leves nos reatores é necessário verificar a diversidade de baterias e fungos em amostras de
solo incubadas em condições de saturação e insaturação para identificar a alteração das
populações de microorganismos nas duas condições.
80
5.9 Resultado do teor de carbono nos solos
Tabela 36 Resultados de teores de carbono nos solos amostrados
LQ: Limite de Quantificação (0,3% para carbono inorgânico)
Em todas as amostras de solo o carbono inorgânico apresentou-se abaixo do limite de
detecção do equipamento só foi quantificado carbono orgânico total, sendo assim a
concentração de carbono total é a quantidade de carbono orgânico.
Os maiores teores de carbono orgânico encontrados foram nas amostras de solo
turfoso (2,481%) e no solo de região agrícola com plantação de cana-de-açúcar (1,102%),
valor bastante próximo ao encontrado para o solo de Mata preservada (1,065%). Já os valores
obtidos para os solos de fundo de lagoa e de arenito Botucatu foram os mais pobres em
carbono orgânico total, apresentando respectivamente 0,390% e 0,189%.
Teores de carbono nas amostras de solo (% em massa)
Componente
(%)
01
Arenito
02
Sedimento
03
Turfoso
04
Agrícola
05
Mata
06
Basalto
C Inorgânico < LQ < LQ < LQ < LQ < LQ < LQ
C Orgânico Total
0,189 0,390 2,481 1,102 1,065 0,795
C Total 0,189 0,390 2,481 1,102 1,065 0,795
81
5.10 Resultado do macro e micro nutrientes do solo
A Tabela 37 apresenta os resultados referentes à concentração de macro e micro
nutrientes dos seis diferentes tipos de solo da região de Ribeirão Preto.
Tabela 37 Resultados dos macro e micro nutrientes presentes no solo
Pelos resultados obtidos na Tabela 37 observa-se que o solo turfoso é o que apresenta
maior concentração de matéria orgânica, em contra partida é o solo mais ácido (pH=3,7). O
Concentração de nutrientes no solo dos reatores
Componente
01
Arenito
02
Sedimento
03
Turfoso
04
Agrícola
05
Mata
06
Basalto
N (g/100g) 0,079 0,042 0,108 0,130 0,103 0,058
P (mg/kg) 35,01 28,00 6,32 15,91 28,09 3,49
K (mg/kg) 37,923 49,324 18,579 44,275 66,587 16,135
Ca (g/100g) 0,0702 0,0342 0,0317 0,1034 0,1626 0,0523
Mg (g/100g) 0,0169 0,0129 0,008 0,046 0,125 0,0281
B (mg/kg) 0,453 0,172 0,154 0,269 0,012 0,290
S (mg/kg) 8,122 3,569 0,604 11,75 7,792 0,056
Fe (g/100g) 0,0759 0,2167 0,0179 10,438 11,477 12,276
Mn (g/100g) 0,0051 0,0008 0,0005 0,0673 0,0720 0,0511
Cu (g/100g) 0,0035 0,0045 0,0021 0,0071 0,0074 0,0039
Zn (g/100g) 0,0018 0,0012 0,0008 0,0067 0,0061
0,0047
Co (g/100g) 0,0004 0,0004 0,0004 0,0027 0,0024 0,0014
Mo (g/100g) 0,0098 0,0037 0,0073 0,0088 0,0078 0,0086
Cd (mg/kg) 0,799 0,533 0,647 0,800 0,699 0,728
Cr (g/100g) 0,0014 0,0016 0,0025 0,0010 0,0031 0,0015
Pb (g/100g) 0,0002 0,0006 0,0002 0,0018 0,0011 0,0013
Ni (g/100g) 0,0005 0,0004 0,0005 0,0015 0,0017 0,0013
Ag(mg/kg) 1,567 0,399 1,393 1,599 1,598 1,489
As (mg/kg) 0,972 0,267 0,553 0,997 0,0974 0,476
Hg (mg/kg) 0,0191 0,0288 0,0289 0,0286 0,0291 0,0277
MO (mg/kg) 7,436 13,99 56,21 20,10 23,66 15,80
pH 6,0 4,4 3,7 5,4 5,8 5,4
82
solo que apresentou potencial hidrogêniônico mais próximo ao neutro (pH=6,0) foi o solo
arenito botucatu no entanto é o que apresentou menor concentração de matéria orgânica. O
solo da Mata foi o segundo a apresentar maior concentração de matéria orgânica (23,66
mg/kg) e potencial hidrogeniônico próximo a neutro (pH=5,8)
5.11 Resultado da análise da água
A análise da água foi realizada no laboratório de recursos hídricos da UNAERP, e os
resultados estão expressos na Tabela 38.
Parâmetros como cor aparente e concentração de ferro e de cádmio ficaram acima do
limite aceitável pelo CONAMA 357. Porém, este resultado não gera conseqüência para o
estudo.
83
Tabela 38: Resultados da análise da água
Parâmetros Unidade Método Resultado
CONAMA 357
Coliforme Total NMP/100mL
Tubos Múltiplos 79 5000
Coliforme Fecal NMP/100mL
Tubos Múltiplos 49 1000
DQO mg/L Potenciométrico 18 NC
*
DBO mg/L Potenciométrico 5,0 5
OD mg/L Potenciométrico 7,82 >5,0
Turbidez NTU Neftelométrico 9,52 100
Cor Aparente mg/L Espectrofotometria
90
75
Cor Real mg/L Espectrofotometria 62 NC
*
pH ------- Potenciométrico 6,96 6,0 – 9,0
Alumínio mg/L AAS-Forno Grafite 0,001 0,1
Arsênio mg/L AAS-GHidreto <0,001 0,05
Bário mg/L AAS-Forno Grafite <0,001 1,0
Boro mg/L Colorimétrtico <0,1 0,75
Cádmio mg/L AAS-Chama
0,002
0,001
Cianeto mg/L Colorimétrtico <0,001 0,01
Chumbo mg/L AAS-Forno Grafite 0,011 0,03
Cloretos mg/L Titrimétrico 2,76 250
Cobalto mg/L AAS-Chama <0,01 0,2
Cobre mg/L AAS-Chama <0,01 0,02
Cromo total mg/L AAS-Chama <0,01 0,05
Fenóis mg/L Colorimétrico <0,001 0,001
Ferro mg/L AAS-Chama
1,305
0,3
Fluoretos mg/L Colorimétrico/Spands <0,01 1,4
Fosfato mg/L Colorimétrtico/Wenzel
0,0049 0,025
Manganês mg/L AAS-Chama 0,03 0,1
Mercúrio mg/L AAS-GHidreto 0,0072 0,0002
Níquel mg/L AAS-Chama <0,01 0,025
Amoniacal mg/L Colorimétrico/Nessler 0,165 1,5
Nitrato mg/L Colorimétrico - UV 0,35 10
Nitrito mg/L Colorimétrico 0,066 1,0
Zinco mg/L AAS-Chama <0,01 0,18
Prata mg/L AAS-Chama <0,01 0,01
Surfactantes mg/L Colorimétrico <0,001 <0,001
Sulfato mg/L Colorimétrico 3,12 250
Sólidos Totais mg/L Gravimétrico 52 NC
*
Sólidos Suspensos mg/L Gravimétrico 4,0 NC
*
Sol. Total Dissolv.
mg/L Gravimétrico 48 500
Óleos e Graxas mg/L Gravimétrico <1,0 Va
*
NC: Não Consta
84
6 CONCLUSÃO
Pelos resultados obtidos no presente trabalho concluiu-se que:
A metodologia analítica de cromatografia a gás mostrou-se satisfatória para
detecção dos hidrocarbonetos leves.
Dentre os hidrocarbonetos investigados o que apresentou maior formação foi o
metano atingindo um fator de 25,8 µg/kg.d, os demais hidrocarbonetos
praticamente não foram gerados nos solos em estudo.
O solo que apresentou maior geração de gás carbônico foi o sedimento de
fundo de lagoa, concluiu-se que tal fato está atribuído a maior presença de
umidade.
A presença do metano no solo turfoso esta atribuída a elevada concentração de
matéria orgânica.
O solo turfoso apresentou menor densidade quando comparado com os demais,
o solo de região agrícola, o solo da mata e o solo de decomposição de basalto
apresentaram as maiores densidades, sendo as mesmas muito próximas.
O gás metano foi o único gás que se observou produção ou consumo do
mesmo no decorrer da pesquisa. Para os demais gases não foi observada nem
produção nem consumo.
Nas condições em que foram realizados os experimentos as bactérias estavam
presentes em todos os tipos de solo, no entanto não havia fungos ativos nos solos no final da
presente pesquisa, portanto concluiu-se que a geração dos hidrocarbonetos leves não pode ser
atribuída a presença de bactérias.
85
Como a maior geração de metano ocorreu no solo com maior umidade, recomenda-se
a realização de novos estudos sendo necessário verificar a diversidade de bactérias e fungos
em amostras de solo incubadas em condições de saturação e insaturação para identificar a
alteração das populações de microorganismos nas duas condições para concluir-se
adequadamente a origem da geração dos hidrocarbonetos leves.
86
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58-1130-1139, 1994.
95
8 APÊNDICE A
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9 APÊNDICE B
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