Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação em Meio
Ambiente
Doutorado Multidisciplinar
Apresentação cap. 7 (Environmental
Monitoring and Characterization):
Amostragem da zona vadosa e solo
Disciplina: Monitoramento e Controle Ambiental
Prof. Dr.: Oscar Luiz Monteiro de Farias
Doutoranda: Maria Luiza Félix Marques Kede
 Zona
vadosa, zona de
aeração ou zona
insaturada: zona
superficial do solo.
 Composição: material
insaturado, incluindo
minerais
intemperizados e não
intemperizados e
depósitos geológicos.
Karmann, 2000.
 Solo:
corpo de material inconsolidado, que
recobre a superfície terrestre emersa, entre a
litosfera e a atmosfera, constituídos de três
fases: sólida, líquida e gasosa.
 É produto do intemperismo sobre um
material de origem, cuja transformação se
desenvolve em um determinado relevo, clima,
bioma e ao longo de um tempo.
 Muitas vezes, as atividades antropogênicas
aumentam a complexidade do ambiente de
solo, mascarando a verdadeira natureza do
ambiente.
 Por exemplo, atividades agrícolas.
 ‘Unidade
' de solo ou
pedon: definido como
'o menor volume que
pode ser chamado de
solo (Brady e Weil,
1996).
 Pode variar a partir
de 1 a 10 m2 de área
de superfície e a
partir de 1 a 3 m de
profundidade.
Wilson, 2004.
 Cores
escuras: indicam
presença de matéria
orgânica e estão
relacionadas com o
horizonte A.
 Cores amarelas: podem
indicar condições de boa
drenagem, mas com
regime mais úmido. Estão
relacionadas com a
presença de goethita.
Lorenzo, 2010
Medeiros, 2006.
 Solo
Valente, 2009.
raso com pedregosidade.
 Latossolo Vermelho-Amarelo.
 Solo de mangue
Araujo, 2010.
Wilson, 2004.
a) Pontos de amostragem mais custoso e ignora a
topografia.
b) Amostragem transversal fazendo o uso da
informação da topografia para encontrar limites,
redução do custo de amostragem.
 Trado
manual e mecânico, pá
 Tabelas, gráficos: morfologia e classificação do
solo, carta de Munsell, classificação mineral e
textura
 Garrafas: solução de ácido hidroclorídrico, água
deionizada
 Registros:caderno de anotações, câmera, caneta
 Mapas: solo, topográfico e geológico
 Bússola, GPS (Global Positioning System)
 Papel ou sacos plástico para coletar as amostras,
luvas, etiquetas
 Recipiente para armazenar as amostras
 Ambientes
agrícolas são sistemas de solo
intensamente
gerenciado,
definidos
e
modificados por seres humanos para sustentar
a produção de alimentos.
 Monitoramento do estado dos solos agrícolas é
realizado principalmente para avaliar a
fertilidade do solo.
 Em geral é coletada uma amostra simples ou
composta para cada 4 hectares, do topo até 30
cm de profundidade.
A
coleta de amostras de solo requer uma
combinação de amostragem sistemática e
aleatória e conhecimento das características
do site, bem como sua história.
 Em alguns casos, a origem do poluente é
conhecida, e o objetivo é caracterizar a
extensão da contaminação. Em tais casos, a
densidade de amostragem é normalmente
maior na origem da contaminação e diminui
radialmente para fora.
Wilson, 2004.
 Amostragem
sistemática pode ser realizada ao
longo de vias da possível migração, definidas por
padrões de topografia e vento.
 Os
amostradores de solo são agrupados em
amostradores
operados
manual
e
mecanicamente.
 Fatores
que afetam a seleção dos
amostradores
incluem
amostragem
necessária em profundidade, condições do
solo (ex. presença de caliche, camadas de
cascalho), tamanho da amostra, condições de
umidade, acessibilidade do local, os custos e
disponibilidade de pessoal.
Ferramentas simples para obter amostras
de solo: colheres de aço inoxidável, conchas
de amostragem, pás, colheres de pedreiro e
espátulas.
 Amostragem
por trado não evita a
contaminação do perfis de solo para
análises químicas de rastreamento. Além
disso, integridade do núcleo não pode ser
mantida.

Wilson, 2004.
A - Esquerda: trado básico. Direita: detalhes.
B – Solos arenosos
extremamente secos.
 C – Solos argilosos e solos
úmidos.
 D – Regular: solos em
condições normais.
 E – Plaina: limpa e nivela o
fundo da amostras.
 F – Holandês: solos
excessivamente úmido e
pantanoso.
 G – Parafuso: usado para
amostragem pequena.

Wilson, 2004.
 Trado
parafuso, balde
ou barril são anexados
em hastes.
 Extensões de hastes
são adicionadas caso
haja necessidade.
 Forros para preservar a
amostra podem ser
instalados prevenindo
Método alternativo que limita a
a perda de amostras
contaminação e mantém a
integridade da amostra. Wilson, muito secas ou soltas.
2004.
Wilson, 2004.
Tubo Shelby compreende uma peça simples.
 Mobilização
e desmobilização fáceis.
 A coleta pode ser realizada em locais de difíceis
acessos.
 Pode ser mais seguro do que o operado
mecanicamente.
 Não geram muito calor na fricção quando
comparado com os operados mecanicamente.
 O custo da coleta de amostras é geralmente
muito menor do que o operado mecanicamente.
 As
amostras são geralmente limitadas a
pequenas profundidades.
 Coletar amostras intactas ou completas pode
ser dificultado ou impossibilitado em solos
com grãos grosseiros ou onde as condições de
perfuração são desfavoráveis.
 As coletas de amostras obtidas com trados tipo
parafuso ou barril são deformadas e não
adequadas para análises geotécnicas.
 Na
Sondagens, 2009.
a) Amostrador de Pistão
b) Amostrador Sueco
c) Amostrador denison
d) Amostrador integral
análise de infraestrutura às vezes se faz
necessário a obtenção
de dados sobre o maciço
o que não será possível
pelo uso de sondagens
de simples
reconhecimento, devido
ao fato de este tipo de
sondagem destruir a
estrutura do solo
amostrado.
 Métodos
preferidos para perfuração de poços
de abastecimento de água.
 Perfuração em grandes profundidades.
 Conforme o trado avança no perfil o solo é
trazido para superfície.
 Problemas - as amostras são deformadas e os
constituintes voláteis são perdidos.
 Trado
handheld power
 Trado haste sólida:
 Trado haste oca
 Perfuração sônica
Trado de haste oca,
Wilson, 2004.
 As
amostras de solo coletadas, relacionadas
com a contaminação, saúde pública, risco e
avaliação de segurança geralmente requer
procedimentos especiais.
 As amostras não serão secas e são recolhidas e
preservadas “como estão em campo”.
 As amostras, geralmente, são coletadas em
frascos de vidro ou de plástico, lacrado, e
acondicionadas em local fresco (4° C).
 Resfriamento das amostras para perto de zero
é também necessária para reduzir a atividade
biológica.
O
congelamento das amostras do solo não é
recomendado porque alterará a natureza
biológica e mesmo a natureza física do solo.
 Nenhum produto conservante é adicionado.
 Amostras de solo intactas recolhidas usando os
tubos de amostragem, devem também ser
rapidamente tampados e selados.
 O uso de frascos ou ampolas com septos reduz
as perdas de voláteis químicos orgânicos,
porque as amostras de solo não precisa de ser
exposta à atmosfera antes da análise.
 A emersão Metanol eficazmente preserva os
componentes voláteis da amostra no momento
da utilização.
Parâmetrosa
Armazenamento
(vidro, plástico)
Tempo máximo de
retenção (dias)
pH, alcalinidade
P, b G
14
Anions maiores: Cl, SO4, Br,
PO4 ... Hg, total de P
P, b G
28
Nitrato, nitrito, sulfeto,
sulfito, amônia
P, b G
2
Cr(VI), graxa ou óleo,
carbono orgânico
P, b G
28
Metais
P, b G
6 meses
Orgânicos extraíveis
G (tampa Teflon)
~7 (extração até)
30 (depois da extração)
Orgânicos voláteis
G (Septo tampa Teflon)
Imersão em Metanol
14
Desconhecido
a) Todas as amostras devem ser armazenadas a 4º C. Wilson, 2004.
b) Armazenamento preferencial em plástico (polietileno).
 Escolher
entre amostragem do solo e amostras
da água dos poros do solo de depende dos
objetivos do programa de amostragem.
 Se
é caracterizar a distribuição dos
constituintes líquidos dos poros em toda a zona
vadosa em uma única vez, amostragem de solo
é apropriada.
 Amostras da água dos poros do solo permite a
coleta de várias amostras ao longo do tempo,
proporcionando assim um meio para avaliar
localizações específicas na zona vadosa.
O
dispositivo frequentemente usado para
coletar amostras de água dos poros do solo é o
lisímetro de sucção.
 Dispositivos com segmentos porosos que
facilitam a extração de amostras de líquidos a
partir de poros variável regiões.
 Utilizados
para detectar movimento de
poluentes na zona vadosa, acompanhamento e
monitoramento pós-encerramento de aterros e
em projetos de pesquisa.
 Componentes
básicos: um
segmento poroso ou taça
ligada a um tubo de
mesmo diâmetro.
 Dois tubos de pequeno
diâmetro são inseridos, um
para a aplicação de
pressão/vácuo, e o
segundo para a
transmissão de líquido
recolhido do poro para a
Lisímetro pressão a vácuo. Wilson, 2004.
superfície.
Princípios da operação
 Uso
do lisímetro de sucção: quando os poros do
solo não estão saturados.
 Lisímetros
de
sucção
são
geralmente
posicionada em intervalos maiores que
amostragem de solo e não pode estar localizado
no mesmo perfil vertical.
 Quanto menores os poros maior deve ser a
energia.
 Tipos básicos: câmara única (a vácuo e pressão a
vácuo) e câmara dupla.
 Seleção entre esses três tipos de lisímetro
depende muito das profundidades exigidas.
2
Pressão
a vácuo
15
Alta
pressão
a vácuo
91
1.75
3.3
>3
1
1
1
Material
Vácuo
Cerâmica
Poros (6, 3, 1.5)
Aço inoxidável
Poros (5-15)
Politetrafluoretileno
(PTFE) Poros (15-42)
Wilson, 2004.
O tamanho dos poros dos materiais são diferenciados.
 Diagrama
de um lisímetro
de câmara dupla a vácuo
em aço inoxidável
utilizado para coletar
amostras de água dos
poros do solo.
 São usados trados para a
escavação do solo para
instalar o lisímetro.
Wilson, 2004.
É
uma câmara de coleta colocada no solo para
interceptar o líquido de sobrejacente
macroporos na zona não saturada, que são
intermitentemente saturado por infiltração de
água de superfície.
 Estes amostradores são passivos, coletando
água por gravidade, em vez de por meio de
vácuo.
 Amostrador de drenagem livre intercepta o
fluxo saturado e lisímetros de sucção o fluxo
não saturado.
Cuidado com equipamentos
 Todos
os
equipamentos
utilizados
na
amostragem do solo deve ser mantido em
ordem de trabalho, ser limpo imediatamente, e
armazenado corretamente.
 Comuns de manutenção deste equipamento
inclui afiação e ponta de substituição.
 Limpeza do trado e tubo deve ocorrer depois de
cada amostragem, quando amostras de solo são
coletadas para rastreamento de contaminantes.
Registro das amostras
A
maioria das amostras de solo, água e gás são
depois analisadas no laboratório e para evitar
despesas com reamostragem, todos os dados
devem ser registrados e todas as amostras
marcadas para identificação.
 Todos os recipientes devem ser rotulados com
etiquetas impermeáveis.
 Além disso, os selos de custódia deve também
ser utilizado em cada refrigerador recipiente
utilizado para o armazenamento e o transporte
das amostras.
 Art.
1º Esta resolução dispõe sobre critérios e
valores orientadores de qualidade do solo
quanto à presença de substâncias químicas e
estabelece diretrizes para o gerenciamento
ambiental de áreas contaminadas por essas
substâncias em decorrência de atividades
antrópicas.
 Na
ocorrência comprovada de concentrações
naturais de substâncias químicas que possam
causar risco à saúde humana, os órgãos
competentes deverão desenvolver ações
específicas para a proteção da população
exposta.
V
- Contaminação: presença de substância(s)
química(s) no ar, água ou solo, decorrentes de
atividades antrópicas, em concentrações tais
que restrinjam a utilização desse recurso
ambiental para os usos atual ou pretendido,
definidas com base em avaliação de risco à
saúde humana, assim como aos bens a
proteger,
em
cenário
de
exposição
padronizado ou específico.
 XIII
- Monitoramento: medição ou verificação,
que pode ser contínua ou periódica, para
acompanhamento da condição de qualidade
de um meio ou das suas características;
 XVI
- Perigo: Situação em que estejam
ameaçadas a vida humana, o meio ambiente
ou o patrimônio público e privado, em razão
da presença de agentes tóxicos, patogênicos,
reativos, corrosivos ou inflamáveis no solo ou
em águas subterrâneas ou em instalações,
equipamentos e construções abandonadas, em
desuso ou não controladas;
 XVII
- Remediação: uma das ações de
intervenção para reabilitação de área
contaminada, que consiste em aplicação de
técnicas, visando a remoção, contenção ou
redução
das
concentrações
de
contaminantes;
 XVIII
- Reabilitação: ações de intervenção
realizadas em uma área contaminada visando
atingir um risco tolerável, para o uso
declarado ou futuro da área;
 Art.
8º Os VRQs do solo para substâncias
químicas
naturalmente
presentes
serão
estabelecidos
pelos
órgãos
ambientais
competentes dos Estados e do Distrito Federal,
em até 04 anos após a publicação desta
Resolução, de acordo com o procedimento
estabelecido no Anexo I.
 Os
VRQs para as substâncias inorgânicas de
ocorrência natural no solo são estabelecidos a
partir de interpretação estatística dos resultados
analíticos obtidos em amostras coletadas nos
principais tipos de solo do Estado, conforme as
etapas descritas abaixo.
 1 - Seleção dos tipos de solo: identificar os
tipos de solo em cada estado.
 2- Seleção de parâmetros para caracterização
do solo: carbono orgânico, pH em água,
capacidade de troca catiônica (CTC) e teores de
argila, silte, areia e de óxidos de alumínio, ferro
e manganês.
3
– Metodologias analíticas: utilizar a fração de
solo < que 2mm. USEPA 3050 ou USEPA 3051 ou
suas atualizações. As determinações do pH em
água, CTC e dos teores de carbono orgânico,
argila, silte, areia, óxidos de Fe, Al, manganês e
silício devem seguir as metodologias analíticas
definidas pela EMBRAPA.
 4 – Interpretação dos dados e obtenção dos
VRQs: cada estado poderá estabelecer, por
substância, um único VRQ ou um VRQ para cada
tipo de solo.
 5 – Base de dados: os dados obtidos pelos
estados na amostragem, determinações analíticas
e os VRQs, deverão compor a base de dados
sobre qualidade de solos.





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Postado por Fernando Brasil, disponível em
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Obrigada.