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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CIÊNCIAS DO AMBIENTE • Cap Bandeira (SE/2) 2013 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 AULA 7: MEIO TERRESTRE CIÊNCIAS DO AMBIENTE INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 SUMÁRIO 1. Introdução; 2. Aspectos gerais dos solos; 3. Características importantes dos solos; 4. Erosão; 5. Poluição do solo rural; 6. Resíduos Sólidos Urbanos. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 INTRODUÇÃO INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CONTEXTUALIZANDO... Manifestações do Impacto Ambiental: Aulas 2 e 3. Aulas 4, 5 e 6. Aulas 7 e 8. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 INTRODUÇÃO 3. O uso do solo cultivado foi se expandindo... • e rompeu equilíbrios ecológicos milenares. ASPECTOS HISTÓRICOS: 1. Inicialmente para os homens nômades o solo era: • suporte para seus deslocamentos, para fauna e flora. 2. Com o tempo, o solo se tornou essencial para: • produção de alimentos e fixação do homem no local. 4. Enquanto a busca por novas terras foi possível... • a sobrevivência foi assegurada. Mas, quando não foi... INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 INTRODUÇÃO SITUAÇÃO ATUALMENTE VERIFICADA: 7. Tudo em escala global devido à: • interdependência econômica e social dos povos. 5. Humanidade passa a se preocupar com a questão: • consolidação de novas maneiras de preservação. 6. Além disso, explosão demográfica vem causando: • fome, desertificação, perda de fertilidade do solo . 8. Solo deve ser visto sob a seguinte perspectiva: • componente de um ecossistema e problema de amplo interesse. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS CONCEITO DE SOLO: Depende do objetivo de sua utilização AGRONOMIA: solo como suporte da produção agrícola. ENGENHARIA CIVIL: solo importa para suportar cargas ou como material de construção. ENGENHARIA DE MINAS: solo como jazida ou como camada que dificulta a exploração da jazida. ECONOMIA: solo é um fator de produção. ECOLOGIA: solo é um componente da biosfera onde se dão processos de produção e decomposição que reciclam a matéria. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 É o manto superficial formado por rocha desagregada e, eventualmente, cinzas vulcânicas, em mistura com matéria orgânica em decomposição, contendo ainda água e ar em composições variáveis e organismos vivos. ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS CONCEITO DE SOLO: De um modo geral... INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS COMPOSIÇÃO DO SOLO: • Pode variar: • Sazonalmente, em períodos de maior ou menor precipitação. • Conforme o tipo de solo; • Em geral: 45% 25% 25% 5% Proporção dos componentes: Elementos minerais Ar Água Matéria orgânica INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS COMPOSIÇÃO DO SOLO: Origem dos componentes COMPONENTE DO SOLO ORIGEM Matéria Sólida Mineral Rochas desagregadas do local ou de locais distantes trazidos pelo ar, água ou gravidade. Fase Gasosa Atmosfera e biodegradação da matéria orgânica (CO2 e CH4) Fase Líquida Água das precipitações contendo substâncias em suspensão originalmente presentes nas fases sólida e gasosa. Parte Orgânica Queda de folhas, frutos, galhos e ramos, restos de animais, excrementos e outros resíduos em diferentes fases de decomposição. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS COMPOSIÇÃO DO SOLO: Conceitos relacionados INTEMPERISMO Ações físicas, químicas e biológicas (em menor proporção) que causam a desagregação das rochas e dos solos. Ações Físicas • Erosão pela água e pelo vento; • Variações bruscas de temperatura; • Congelamento da água em fissuras (cunha). Ações Químicas • Ataque de rochas calcáreas por CO2; • Chuva ácida. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS COMPOSIÇÃO DO SOLO: Conceitos relacionados HÚMUS Resultante da biodegradação da matéria orgânica. Responsável pelas suas características agrícolas e propriedades físicas. Produção primária Mais importante do que a proporção dos componetes é a forma como estão diluídos. A parcela que constiuti as soluções coloidais tem papel fundamental na coesão, resistência à erosão e fertilidade do solo (retenção de nutrientes). INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS FORMAÇÃO DO SOLO: É um processo de muito longa duração 1. Rocha mãe chega à superfície. 2. Vento, água, temperatura e seres vivos fragmentam a rocha. TEMPO INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS FORMAÇÃO DO SOLO: 3. Morte dos seres vivos colonizadores da rocha e os fragmentos resultantes formam o solo primitivo. 4. Pequenas plantas com raiz e pequenos insetos provocam maior fragmetação e tornam o solo mais complexo. solo jovem (litossolo) solo raso (cambissolo) TEMPO INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS FORMAÇÃO DO SOLO: 5. Surgimento de plantas e animais de maior porte. Sua decomposição enriquece o solo formando várias camadas. Tem-se o solo maduro. TEMPO podzólico INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS FORMAÇÃO DO SOLO: • Resulta, portanto, da ação combinada de 5 fatores: Ao longo do tempo (idade do solo), os 4 demais fatores definem os estágios de sucessão por meio de sua profundidade, formando horizontes de solo. Os horizontes de solo são identificados com maior facilidade quando o solo atinge seu clímax. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS HORIZONTE DE SOLO: O. Restos vegetais identificáveis (superfície) e não identificáveis (abaixo). A. Mistura de material orgânico e mineral. E. Presença de partículas finas levadas por percolação. B. Acúmulo de materiais provenientes de horizontes superiores. C. Material inconsolidado, pouco afetado por organismos, podendo estar intemperizado. R. Rocha consolidada (rocha-mãe). INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS INTEMPERISMO: Agentes Físicos ATIVOS PASSIVOS Água Matriz geológica, composição inicial Gelo, neve Topografia e gravidade Temperatura (dilatação/contração) Tipo de solo (permeabilidade) Vento Cobertura vegetal INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS INTEMPERISMO: Agentes Químicos Agente Reação Química (exemplos) Hidrólise Oxidação Desidratação Dissolução completa 281044283 8)(4244 SiOOHOSiAlKOHHOKAlSi 24323 2 3 2 1 3 SiOOFeOSiOFe OHOFeOHFEO 2322 lixiviaçãoSolSecMinataqueSolimárioMineral ....Pr )(2 3 2 323 HCOCaCOHCaCO quartzo INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS FORMAÇÃO DOS SOLOS: Implicações do estágio 1. Regiões áridas: menor intemperismo forma solos rasos; 2. Poros poucos profundos são rapidamente preenchidos pela precipitação; 3. Escoamento superficial é o único caminho das águas. 4. Água se concentra no fundo de vales em grandes volumes.INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 ASPECTOS GERAIS DOS SOLOS FORMAÇÃO DOS SOLOS: Implicações do estágio 1. A mesma precipitação pode não causar enchente em um solo profundo; 2. Poros armazenam água possibilitando o escoamento subsuperficial; 3. Assim, permite sustentar rios perenes. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: COR TEXTURA (GRANULOMETRIA) • Algumas características podem ser vistas a olho nu; • Outras são percebidas facilmente pelo tato. ESTRUTURA CONSISTÊNCIA ESPESSURA DOS HORIZONTES (já abordada) ACIDEZ COMPOSIÇÃO CAPACIDADE DE TROCA DE ÍONS INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Cor • Característica mais prontamente perceptível. Solos escuros tendendo para o marrom Elevado teor de matéria orgânica em decomposição. Solos com coloração avermelhada Indica presença de óxidos de ferro e boa drenagem. Solos com tonalidade acinzentada Muito encontrados em áreas de baixada, indicam alta frequência de encharcamento. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Textura • Descreve a proporção de partículas de dimensões distintas. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Textura 1. A amostra de solo é passada por um conjunto de peneiras; 2. As peneiras têm malhas padronizadas; 3. Determina-se o peso da parcela retida em cada peneira; 4. Pesos parciais são acumulados em % do total. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Estrutura • Modo como as partículas se arranjam em agregado ou torrões. • A agregação das partículas é provocada por: • Decomposição da matéria orgânica; • Minerais e óxido de ferro; • Frações argilosas. • Umidade e ressecamento. FORMAS PRINCIPAIS: a. Lamelar; b. Prismático; c. Angular; d. Granular. Explica a consistência do solo. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Composição COMPONENTE CARACTERÍSTICA RESULTANTE Ar Macroporos determinam permeabilidade, drenagem e aeração. Argila (frações finas) Fertilidade (capacidade de ceder nutrientes) Frações minerais grossas Formam os poros e asseguram equilíbrio ar- água para a fotossíntese. Matéria orgânica Responde pela maior parte da capacidade de retenção de nutrientes no solo. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Troca iônica • Partículas de menores dimensões podem ter carga elétrica. Solos com excesso de carga elétrica negativa: Trocadores de cátions. Retém Ca, K, Mg (essenciais às plantas). Não podem reter nitratos e cloretos e estes contaminam o lençol freático. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SOLOS DESCRIÇÃO DO SOLO NO AMBIENTE NATURAL: Acidez • Em geral: 6,0 < pH < 6,5 – maior disponibilidade de nutrientes. Pluviosidade pH (aumenta a acidez) Lixiviação das bases de horizontes superiores é a causa principal. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA OU TEXTURAL: TIPO DE SOLO FRAÇÃO CORRESPODENTE Argiloso > 35% argila Arenoso > 65% de areia e < 15% de argila Siltoso > 60% de silte e < 20% de areia Barrento Nenhum dos anteriores INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA: Classificação norte-americana ORDEM SUB-ORDEM CARACTERÍSTICAS Zonal • Latossolo; • Terra roxa estruturada; • Solos podzólicos; • Solos de pradarias; • Bruno não cálcico; • Solo desértico; • Tundra. Bem desenvolvidas, com o clima e a vegetação exercendo papéis preponderantes na formação. Solos maduros. Intrazonal • Solo salino; • Solo hidromórfico; • Litossolo. Refletem a influência do relevo ou material de origem. Azonal • Solo aluvial; • Cambissolo. Não são bem definidas, por serem recentes ou porque clima e vegetação não lhe alteram. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA: Solos zonais no mundo INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA: Solos zonais no Brasil INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO CARACTERÍSTICAS GERAIS: • É função da EROSIVIDADE e da ERODIBILIDADE. EROSIVIDADE: Habilidade do agente em causar erosão. Depende da intensidade, forma, velocidade. ERODIBILIDADE: Suscetibilidade do solo em ser erodido e transportado, resultante de suas propriedade físicas e manejo. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO TIPOS DE EROSÃO: Hídrica superficial • Pluvial, por embate ou salpicos; • Escoamento difuso (sulcos); • Laminar ou em lençol; • Escoamento concentrado; • Escoamento difuso intenso. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO TIPOS DE EROSÃO: Hídrica superficial INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO TIPOS DE EROSÃO: Eólica • Clima seco; • Partículas sem coesão, dunas. TIPOS DE EROSÃO: Hídrica fluvial • Contínua; • Alargamento e aprofundamento do leito; • Eventual deposição. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO TIPOS DE EROSÃO: Gravidade • Deslocamento vertical de rochas e sedimentos. TIPOS DE EROSÃO: Marinha • Atrito do mar com as rochas, transformando-as em grãos. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO TIPOS DE EROSÃO: Química • Reações da água com as rochas provocam sua deterioração. TIPOS DE EROSÃO: Glacial • Deslocamento das geleiras em sentido descendente provocam erosão e sedimentação glacial; • Ao longo do tempo, o gelo pode desaparecer e deixar um vale. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO TIPOS DE EROSÃO: Lenta e Rápida LENTA: • Rastejo; • Solifluxão; • Creep (arraste). RÁPIDA: • Desprendimento de terras; • Escorregamento, ruptura de talude. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 TIPOS DE EROSÃO: Expansão das fronteiras agrícolas EROSÃO TIPO DE VEGETAÇÃO OU CULTIVO PERDAS DE SOLO (ton/ha*ano) Mata 0,004 Café 0,9 a 1,1 Pastagem 0,4 a 0,7 Mamona 41,4 Feijão 38,1 Mandioca 33,9 Amendoim 26,7 Arroz 25,1 Algodão 24,5 a 33,0 • Perdas de solo por erosão decorrentes de diferentes culturas. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO EQUAÇÃO UNIVERSAL DA PERDA DE SOLO (USLE): PCSLKRA • A: perda anual de solo por unidade de área (t/ha*ano); • R: índice de erosão pela chuva; • K: fator de erodibilidade do solo em face de chuva; • L: fator de comprimento do declive ou rampa; • S: fator do grau do declive; •C: fator de uso e manejo do solo; • P: fator de prática conservacionista. INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO EQUAÇÃO REVISADA UNIVERSAL DA PERDA DE SOLO (RUSLE): PCLSKRA • R: índice de erosão pela chuva em [(MJ/ha)/(mm/h)]. Pm: precipitação média mensal (mm); P: precipitação média anual (mm). Soma da energia cinética de cada mês. 12 1m mEIR 85,0 2 886,6 P P EI mm INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO EQUAÇÃO REVISADA UNIVERSAL DA PERDA DE SOLO (RUSLE): • K: fator de erodibilidade do solo chuva em [(ton/MJ)/(mm/h)]. TIPO DE SOLO ERODIBILIDADE K Com textura fina ou muita argila Baixa 0,05 a 0,15 Com textura média ou arenoso Baixa 0,05 a 0,20 Com textura média ou franco Moderada 0,25 a 0,45 Com alto teor de silte Alta 0,45 a 0,65 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO EQUAÇÃO REVISADA UNIVERSAL DA PERDA DE SOLO (RUSLE): • LS: fator topográfico. 63,018,100984,0 LSLS S: Declividade média da encosta (%), sendo S ≤ 35%; L: comprimento da rampa em metros, sendo 10m ≤ L ≤ 180m INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO EQUAÇÃO REVISADA UNIVERSAL DA PERDA DE SOLO (RUSLE): • C: fator de práticas do uso da terra. USO GERAL C Plantações 0,08 Florestas virgens 0,0001 Pastagens 0,010 Vegetação natural 0,100 Florestas 0,005 Agricultura de café 0,20 Terras urbanas 0,01 Área desnuda (solo exposto) 1,00 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO EQUAÇÃO REVISADA UNIVERSAL DA PERDA DE SOLO (RUSLE): • P: fator de prática contra a erosão. TIPO DE MANEJO INCLINAÇÃO DO TERRENO (%) 2 a 7 8 a 12 13 a 18 19 a 24 Morro abaixo 1,0 1,0 1,0 1,0 Faixas niveladas 0,5 0,6 0,8 0,9 Cordões Permanentes 0,25 0,3 0,4 0,45 Terraceamento 0,1 0,12 0,16 0,18 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 EROSÃO PREVENÇÃO, CONTROLE E CORREÇÃO: VOÇOROCA: Buracos de erosão causados pela água, em locais onde não há vegetação protetora. MEDIDAS CORRETIVAS MEDIDAS PREVENTIVAS Plantio de vegetação Plantio em curvas de nível Correção da drenagem do terreno Terraceamento Dissipação da energia da água Declives acentuados: vegetação nativa Decantação de sedimentos Margem de rios: vegetação nativa INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA - IME / SE – 1 FIM
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