ENGENHARIA DO MEIO AMBIENTE. Aula 4 Meio Ambiente Terrestre
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- Walter Faria Lima
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1 ENGENHARIA DO MEIO AMBIENTE Aula 4 Meio Ambiente Terrestre
2 PARTE I CARACTERÍSTICAS DO SOLO
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11 A Litosfera e o Solo O solo é um dos componentes da LITOSFERA, a qual constitui um dos três ambientes físicos do planeta, também chamado de crosta terrestre Solo e Rochas (ígneas, sedimentares ou metamórficas) Definição: Resultado das interações da litosfera, hidrosfera e atmosfera Origem: Data de milhares de anos intemperismo causado pelas chuvas ácidas e variações de temperatura sobre as rochas superficiais (erupções vulcânicas) 2
12 A Litosfera e o Solo - As rochas 1) Fotos dos tipos de rochas que podem ser encontrados na litosfera 1.1) Exemplos de rochas ígneas (magmáticas) Imagem da rocha magmática basalto Imagem da rocha magmática granito Formadas pela consolidação do magma
13 A Litosfera e o Solo - As rochas 1) Fotos dos tipos de rochas que podem ser encontrados na litosfera 1.2) Rochas sedimentares Formadas pela sedimentação de diferentes materiais ao longo dos anos Imagem de rocha magmática sedimentar
14 A Litosfera e o Solo - As rochas 1) Imagens dos tipos de rochas que podem ser encontrados na litosfera 1.3) Ex de rochas metamórfica Formadas a partir de rochas magmáticas e sedimentares Imagem de uma rocha de xisto, rocha magmática metamórfica Esta rocha, ao contrário das anteriores (que podem ter usos gerais, como na construção civil), alguns tipos de xisto são usados para produzir energia
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16 Horizontes do Solo Sucessão desenvolvimento do ecossistema em fase inicial até estabilidade;
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19 Horizonte O Característica É o horizonte superficial pode conter mais de 20% de matéria orgânica em diferentes graus de decomposição A B Apresenta grande quantidade de material decomposto e misturado com minerais. Sofre perda de minerais pesados como Ferro e Alumínio através da lixiviação Pouco afetado pela erosão natural e pela ação do homem. Pobre em matéria orgânica e rico em material mineralógico. C Chamado de regolito, material decomposto, oriundo da rocha matriz.
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25 Formação do solo Decomposição da rocha (intemperismo) Físico Originam os componentes minerais Químico Material orgânico Húmus SOLO Responsável pela fertilidade do solo
26 Formação do solo Decomposição da rocha (intemperismo) Físico Originam os componentes minerais Químico Material orgânico Húmus SOLO Responsável pela fertilidade do solo
27 Formação do solo Decomposição da rocha (intemperismo) Físico Originam os componentes minerais Químico Material orgânico Húmus SOLO Responsável pela fertilidade do solo
28 Formação do solo Decomposição da rocha (intemperismo) Físico Originam os componentes minerais Químico Material orgânico Húmus SOLO Responsável pela fertilidade do solo
29 Formação do solo Decomposição da rocha (intemperismo) Físico Originam os componentes minerais Químico Material orgânico Húmus SOLO Responsável pela fertilidade do solo
30 Formação do solo Decomposição da rocha (intemperismo) Físico Originam os componentes minerais Químico Material orgânico Húmus SOLO Responsável pela fertilidade do solo
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32 Horizontes do Solo Regiões áridas interperismo menos intenso (solos menos profundos); Quando chove enchimento dos poros e rápido escoamento superficial (predominante); Acúmulo no fundo dos vales enchentes; Cessamento da chuva água vem somente do solo; Após estiagem água deixa de escorrer (intermitente).
33 Horizontes do Solo A mesma chuva em solos profundos Não ocorre enchentes; Suficiente para alimentar um curso d água durante todo período de estiagem - perene; Exemplos importância do conhecimento do solo Região do Vale do Paraíba: remoção da mata para plantação de café (erosão dos solos); Região Amazônica: remoção da camada protetora do solo (laterita) erosões incontroláveis.
34 Características ecologicamente importantes do solo Cor: terra roxa e preta; Cor escura: matéria org. em decomposição; Cor avermelhada: óxidos de ferro e solos bem drenados; Cor acinzentada: solo encharcado. Textura e granulometria: base da classificação (areia, argila); Maior partícula, maior a drenabilidade, permeabilidade e aeração do solo; Partículas menores resistência a erosão.
35 Características ecologicamente importantes do solo Estrutura: arranjo do solo e comportamento mecânico (capacidade de suportar cargas, resistência ao cisalhamento ou escorregamento); Composição do solo: Fração mineral e fração orgânica.
36 Classificação dos solos Quanto a granulometria ou textura:
37 Classificação dos solos Quanto a granulometria ou textura:
38 Classificação dos solos Diagrama triangular simplificado
39 Classificação dos solos Diagrama triangular simplificado Arenoso: áspero e pouco pegajoso
40 Classificação dos solos Diagrama triangular simplificado Argiloso: suavidade e muito pegajoso
41 Classificação dos solos Diagrama triangular simplificado Siltoso: quando se apresentam sedosos
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47 Classificação dos solos Quanto a origem: Eluviais ou Zonais: Quando o solo se forma a partir do intemperismo local, ou seja, decomposição da rocha matriz local. Principais características: Tem o fator climático como principal elemento de formação. São solos maduros (fase podzólica), ou seja, possuem horizontes A, B e C. Tipos de solos zonais: Terra roxa: solos proundos, potencial agrícola muito bom. Latossolo: Típico de clima quente e úmido, muito profundo; pobre em minerais. Podzol: Típico de clima temperado; fértil; pouco profundo, porém ácido. Brunizen ou Pradaria: Típico do clima temperado sub-úmido; raso; bastante fértil Desértico: Típico de climas árido; rasos; Horizonte A arenoso; pouco fértil. Tundra: Típico de clima frio; raso; fertilidade média
48 Classificação dos solos Quanto a origem: Eluviais ou Zonais: Quando o solo se forma a partir do intemperismo local, ou seja, decomposição da rocha matriz local. Principais características: Tem o fator climático como principal elemento de formação. São solos maduros (fase podzólica), ou seja, possuem horizontes A, B e C. Tipos de solos zonais: Terra roxa: solos proundos, potencial agrícola muito bom. Latossolo: Típico de clima quente e úmido, muito profundo; pobre em minerais. Podzol: Típico de clima temperado; fértil; pouco profundo, porém ácido. Brunizen ou Pradaria: Típico do clima temperado sub-úmido; raso; bastante fértil Desértico: Típico de climas árido; rasos; Horizonte A arenoso; pouco fértil. Tundra: Típico de clima frio; raso; fertilidade média
49 Classificação dos solos Quanto a origem: Eluviais ou Zonais: Quando o solo se forma a partir do intemperismo local, ou seja, decomposição da rocha matriz local. Principais características: Tem o fator climático como principal elemento de formação. São solos maduros (fase podzólica), ou seja, possuem horizontes A, B e C. Tipos de solos zonais: Terra roxa: solos proundos, potencial agrícola muito bom. Latossolo: Típico de clima quente e úmido, muito profundo; pobre em minerais. Podzol: Típico de clima temperado; fértil; pouco profundo, porém ácido. Brunizen ou Pradaria: Típico do clima temperado sub-úmido; raso; bastante fértil (melhor para agricultura) Desértico: Típico de climas árido; rasos; Horizonte A arenoso; pouco fértil. Tundra: Típico de clima frio; raso; fertilidade média
50 Classificação dos solos Quanto a origem: Eluviais ou Zonais: Quando o solo se forma a partir do intemperismo local, ou seja, decomposição da rocha matriz local. Principais características: Tem o fator climático como principal elemento de formação. São solos maduros (fase podzólica), ou seja, possuem horizontes A, B e C. Tipos de solos zonais: Terra roxa: solos proundos, potencial agrícola muito bom. Latossolo: Típico de clima quente e úmido, muito profundo; pobre em minerais. Podzol: Típico de clima temperado; fértil; pouco profundo, porém ácido. Brunizen ou Pradaria: Típico do clima temperado sub-úmido; raso; bastante fértil (melhor para agricultura) Desértico: Típico de climas árido; rasos; Horizonte A arenoso; pouco fértil. Tundra: Típico de clima frio; raso; fertilidade média
51 Classificação dos solos Quanto a origem: Eluviais ou Zonais: Quando o solo se forma a partir do intemperismo local, ou seja, decomposição da rocha matriz local. Principais características: Tem o fator climático como principal elemento de formação. São solos maduros (fase podzólica), ou seja, possuem horizontes A, B e C. Tipos de solos zonais: Terra roxa: solos proundos, potencial agrícola muito bom. Latossolo: Típico de clima quente e úmido, muito profundo; pobre em minerais. Podzol: Típico de clima temperado; fértil; pouco profundo, porém ácido. Brunizen ou Pradaria: Típico do clima temperado sub-úmido; raso; bastante fértil Desértico: Típico de climas árido; rasos; Horizonte A arenoso; pouco fértil. Tundra: Típico de clima frio; raso; fertilidade média
52 Classificação dos solos Quanto a origem: Eluviais ou Zonais: Quando o solo se forma a partir do intemperismo local, ou seja, decomposição da rocha matriz local. Principais características: Tem o fator climático como principal elemento de formação. São solos maduros (fase podzólica), ou seja, possuem horizontes A, B e C. Tipos de solos zonais: Terra roxa: solos proundos, potencial agrícola muito bom. Latossolo: Típico de clima quente e úmido, muito profundo; pobre em minerais. Podzol: Típico de clima temperado; fértil; pouco profundo, porém ácido. Brunizen ou Pradaria: Típico do clima temperado sub-úmido; raso; bastante fértil Desértico: Típico de climas árido; rasos; Horizonte A arenoso; pouco fértil. Tundra: Típico de clima frio; raso; fertilidade média
53 Aluviais ou Azonais: Quando se formam a partir de sedimentos oriundos de outros locais e transportados através dos rios e ventos. Principais características: Não se apresentam bem desenvolvidos São geralmente desprovidos de horizonte B. São solos jovens (litossólicos, podendo chegar a Cambissólicos) Típicos de regiões em declive Tipos de solos azonais: Litossolo: Típico de relevo inclinado; rasos Regossolo: Típico de locais com suave declividade; rasos Aluvião: Típico do desenvolvimento em função do acumulo de sedimentos fluviais; rasos
54 Intrerzonal ou orgânico: Quando se formam a partir da erosão local e de sedimentos trazidos de outros locais. Principais características: Sofrem ação de um agente local Tipos de solos interzonais: Hidromórfico: Típicos de locais alagados; fértil (quando drenados); espessura média Salino ou Halomórfico: Típicos de locais áridos ou semiáridos; baixa fertilidade e espessura média Grumossolo: Típico de topografia plana; argiloso; boa fertilidade; espessura média.
55 Intrerzonal ou orgânico: Quando se formam a partir da erosão local e de sedimentos trazidos de outros locais. Principais características: Sofrem ação de um agente local Tipos de solos interzonais: Hidromórfico: Típicos de locais alagados; fértil (quando drenados); espessura média Salino ou Halomórfico: Típicos de locais áridos ou semiáridos; baixa fertilidade e espessura média Grumossolo: Típico de topografia plana; argiloso; boa fertilidade; espessura média.
56 Os principais solos férteis do Brasil e do mundo Tchenozion (orgânico) Considerado o solo mais fértil do mundo, presente nas estepes da Ucrânia, na Europa central, nas pradarias do Canadá e dos EUA e nos pampas argentinos. Loess (azonal) Muito procurado para a agricultura na Europa e na China. Forma-se a partir do acumulo de sedimentos. É constituído basicamente de argila e calcário. Massapê (zonal) Composto basicamente de gnaisse e calcário, comumente encontrado no litoral nordestino brasileiro, indicado para o plantio da cana-deaçúcar. Terra Roxa (zonal) Formado da decomposição basáltica, material magmático, comumente encontrado no norte do Paraná e Oeste de São Paulo, indicado para o plantio do café.
57 Degradação do solo O principal problema ambiental relacionado ao solo é a erosão superficial ou desgaste, que ocorre em três fases: intemperismo, transporte e sedimentação. A erosão, no solo, constitui na retirada ou transposição dos sedimentos, pela ação dos agentes externos. Os principais agentes que atuam na decomposição do solo são: as chuvas, os ventos, os animais e o homem.
58 Alguns processos erosivos que contribuem para o empobrecimento do solo Lixiviação: Comum nas regiões equatoriais. Consiste na varredura dos nutrientes minerais leves, pela enxurrada, diminuindo o poder de reestruturação do solo, favorecendo o processo de empobrecimento do solo. Assoreamento: Depósito de acumulo de sedimentos nos rios, geralmente provocada pela retirada das matas ciliares, para fins de agricultura, o que facilita o desmoronamento do leito. Desmatamento: A retirada da vegetação natural, favorece a quebra do equilíbrio original, favorecendo e desgaste acelerado do solo. Queimadas: Provoca a extinção dos nutrientes minerais, orgânicos e gasosos que compõem o solo. Exploração excessiva: O solo muito utilizado, principalmente para monocultura, tende a perder nutrientes, pois os vegetais consomem do solo esses elementos.
59 Atividades humanas responsáveis pela degradação do solo 1% 7% 35% Excesso de pastagem Desmatamento 28% Agricultura 30% Coleta de lenha para combustível Industria
60 Áreas mundiais de solo apropriado para a agricultura Muito Arido 11% 6% 10% 22% 28% 23% Problemas químicos Terras rasas Umidade excessiva Sempre congeladas Nenhuma litimatção
61 Formas de conservação do solo Para combater a erosão superficial são necessárias aplicar algumas técnicas e mudança de comportamento. Para evitar a lixiviação: Aplicar curvas de níveis no terreno inclinado; Fazer as plantações nos terraços; Eliminar a técnica das queimadas; Fazer uso de corretivo, com previa analise de profissionais especializados, como: geólogos, pedólogos e biólogos; Rotatividade de culturas, evitar o uso excessivo de monocultura; Praticar a rotatividade com pousio, ou seja, deixar uma parte do solo sem plantação comercial, recolocando de preferências as vegetações nativas, a fim de propiciar ao solo sua regeneração.
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65 Composição do solo Varia de acordo com o tipo de solo; Em ordem de grandeza: 45% de elementos minerais; 25% de ar; 25% de água; 5% de matéria orgânica.
66 Composição do solo Varia de acordo com o tipo de solo; Em ordem de grandeza: 45% de elementos minerais; 25% de ar; 25% de água; 5% de matéria orgânica. Rochas desagregadas do local ou trazida de outros lugares; Ações físicas, químicas e biológicas interperismo. Ações físicas: erosão, ventos, variações bruscas de temperatura, congelamento; Ações químicas: Rochas calcárias (altos teores de CO 2 e íons ácidos).
67 Composição do solo Varia de acordo com o tipo de solo; Em ordem de grandeza: 45% de elementos minerais; 25% de ar; 25% de água; 5% de matéria orgânica. Gases existentes na superfície; Proporções variáveis (gases de decomposição de matéria orgânica).
68 Composição do solo Varia de acordo com o tipo de solo; Em ordem de grandeza: 45% de elementos minerais; 25% de ar; 25% de água; 5% de matéria orgânica. Chuvas, sereno, neblina e orvalho
69 Composição do solo Varia de acordo com o tipo de solo; Em ordem de grandeza: 45% de elementos minerais; 25% de ar; 25% de água; 5% de matéria orgânica. Quedas de folhas, frutos, galhos, restos de animais, excrementos e outros resíduos; Biodegradação da matéria orgânica húmus (importante na agricultura).
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97 Propriedades físico-químicas do solo Menor partícula maior reatividade; Fração reativa ou coloidal do solo (argila e matéria orgânica) Parte inativa (partículas >0,002 mm) cascalhos, pedras, areia e silte; Parte ativa (partículas <0,002 mm) argila e matéria orgânica (humus); Partículas coloidais Grande área específica: área/peso Cargas elétricas: cargas negativas predominantes
98 Propriedades físico-químicas do solo
99 Propriedades físico-químicas do solo
100 Propriedades físico-químicas do solo Fração ativa propriedades para fertilidade Fonte de nutrientes; Sede de reatividade do solo: reações do solo e troca iônica Materiais trocadores de íons Fração argilosa Argilas 1:1 e 2:1: argilas silicatadas (+ Si) Óxidos de Fe e Al (- Si): argila 0:1 Fração orgânica: humus
101 Propriedades físico-químicas do solo Cargas elétricas do solo Cargas negativas; Solos altamente interperizados presença de óxidos de Al e Fe (ph mais ácido podem apresentar carga positiva); Argilas 2:1 cargas negativas sempre; Argilas 1:1 menos cargas que 2:1 Argilas 0:1 cargas negativas dependem do ph (acima do ponto de carga zero); Matéria orgânica maior gerador de cargas negativas.
102 Propriedades físico-químicas do solo
103 Propriedades físico-químicas do solo Cargas elétricas do solo Ponto de carga zero: ph em que a carga é nula na superfície do colóide
104 Propriedades físico-químicas do solo
105 Propriedades físico-químicas do solo
106 Propriedades físico-químicas do solo Cargas elétricas do solo Capacidade de troca catiônica (CTC): retenção de cátions na fase sólida numa forma trocável com outros cátions da solução (neutralização das cargas negativas); Rápido, reversível e estequiométrico; Cátions: Ca 2+, Mg 2+, K +, Na +, NH 4+ (bases) e H + e Al 3+ (ácidos); Maior teor de argila maior CTC; Maior teor de matéria orgânica maior CTC.
107 Propriedades físico-químicas do solo
108 Propriedades físico-químicas do solo Grande capacidade de expansão e contração; Grande superfície específica; Grande capacidade de adsorver cátion Regiões clima temperado menos interperizados
109 Propriedades físico-químicas do solo Tamanho grande Baixa superfície específica Cargas negativas menores que argilas 2:1 Clima tropical estágio avançado de interperismo
110 Propriedades físico-químicas do solo Cargas elétricas do solo Capacidade de troca aniônica (CTA): retenção de ânions na fase sólida numa forma trocável com outros ânions da solução; Ânions trocáveis
111 PARTE II POLUIÇÃO DO SOLO OCORRÊNCIA E CONTROLE
112 Referências ALCÂNTARA, M. A. K. Meio Terrestre. Apostila da Disciplina LOB1046 Engenharia do Meio Ambiente. Escola de Engenharia de Lorena - USP. Departamento de Ciências Básicas e Ambientais. Lorena, BRAGA B. et.al. Introdução à engenharia ambiental O desafio do desenvolvimento sustentável. 2a. Ed., Pearson Prentice Hall, 2007.
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