SANEAMENTO AMBIENTAL
PROF. MARISA SANTIAGO PUGAS
INTERPRETAÇÃO DE ANÁLISE DO SOLO – CONCEITOS E APLICAÇÕES
1) Tamanho das Partículas do Solo
Em termos práticos, o tamanho das frações da fase sólida do solo pode ser identificado de
acordo com a seguinte classificação (Tabela 1):
Tabela 1. Classificação, quanto ao tamanho, dos componentes da fase sólida do solo.
Frações
Dimensões (mm)
Areia grossa
2 a 0,2
Areia fina
0,2 a 0,02
Argila
< 0,002
2) Cargas do Solo
•
•
•
•
•
•
•
Os solos são formados por colóides (partículas muito pequenas não filtráveis – argila ou húmus)
que apresentam em geral, cargas predominantemente negativas (-) e positivas (+).
As cargas podem ser:
Dependentes de pH – Se alteram conforme altera o pH se altera
Permanente – Não se alteram com o pH
Cargas positivas: Adsorvem ânions (íons com cargas negativas). Exemplos (Sulfato - SO42-).
Cargas negativas: Adsorvem cátions (íons com cargas positivas). Exemplos (Cálcio - Ca2+)
A ordem de “força” de adsorção, em geral é: M3+ > M2+ > M+
1
3) pH do Solo - Acidez do Solo
Acidez ativa (livre, atual ou iônica):
•
•
É dada pela concentração de H+ na solução do solo, sendo expressa em termos de pH, em
escala que, para a maioria dos solos do Brasil, varia de 4,0 a 7,5.
Medido com eletrodo em suspensão de solo com água.
Acidez total (potencial ou trocável):
•
•
•
Refere-se ao total de H+ e, principalmente, aos íons H+ resultantes da hidrólise do Al3+ adsorvido
eletrostaticamente às partículas colidais do solo.
Medido em suspensão de solo com solução de KCl 1 mol/L.
Apresenta efeito nocivo ao desenvolvimento normal de um grande número de culturas.
Al3+ + 3 H2O = Al(OH)3 + 3 H+
Medida de ΔpH (Predominância de cargas do solo)
•
•
•
Resultado positivo (+) indica aptidão para adsorver cátions
Resultado negativo (-) indica aptidão para adsorver ânions
Resultado nulo (0) indica que as cargas positivas e negativas existem na mesma proporção.
ΔpH = pH H2O (acidez ativa) – pH KCl (acidez total)
Acidez não-trocável:
•
•
•
É a acidez que ainda permanece no solo, após a remoção da acidez como KCl 1 mol/L.
Este tipo de acidez é representado por H+ em ligação covalente (mais difícil de ser rompida).
Não é nocivo ao crescimento vegetal.
4) CTC – Capacidade de Troca Catiônica
•
•
•
•
•
•
Capacidade de trocar e reter cátions à superfície dos colóides.
Instantâneo e reversível
Estequiométrico (troca da mesma “quantidade” de cátions e ânions)
Os íons são ligados por forças químicas fracas (eletrostáticas)
Depende dos tipos de materiais do solo (areia / argila / matéria orgânica)
Depende da influência do pH: A influência do pH do meio na CTC será tanto maior, quanto
maiores forem as presenças de espécies de minerais de argila com dominância de cargas
dependentes de pH e, ou, matéria orgânica que, praticamente, só apresenta esta característica.
Série preferencial: H+ >>> Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+
•
O hidrogênio é exceção à regra, pois, apesar de ser monovalente, apresenta uma ligação por
covalência muito rígida, além da eletrostática.
Solos com CTC de 1 a 5 mmolc/kg
Solos com CTC de 6 a 25 mmolc/kg
Alta percentagem de areia e/ou baixa teor de MO
Alta percentagem de argila e/ou alto teor de MO
Nitrogênio e potássio lixiviam mais
Maior retenção de nutrientes a certa profundidade
Menor quantidade de calcário é necessário para
aumentar o pH
Maior quantidade de calcário é necessário para
aumentar o pH
Menor capacidade de retenção de umidade
Maior retenção de umidade
Soma das bases:
•
•
Indica o número de cargas negativas dos colóides que está ocupado por bases.
Um valor baixo de SB indica que há pequena quantidade de cátions básicos saturando as
cargas negativas dos colóides e que estas cargas estão sendo ocupadas por íons H+ e Al3+,
desta forma, o solo provavelmente, será ácido.
SB = Soma de bases trocáveis = (Ca2+) + (Mg2+) + (K+) + (Na+)
CTC efetiva:
•
•
Indica a ocupação das cargas do solo pelas bases e Al3+ trocável.
Valores baixos de SB e elevados de CTC efetiva indicam que as cargas do solo estão,
predominantemente, ocupadas por Al3+ trocável, que ocasiona elevada acidez no solo.
CTC efetiva = SB + Al3+ trocável
•
Parâmetros de CTC e SB dos solos:
Valores de CTC
Interpretação
Valores de SB
Interpretação
< 5,0
Baixa
< 2,5
Baixa
5,1 – 15,0
Moderada
2,6 – 5,5
Moderada
15,1 – 50,0
Alta
> 5,5
Alta
> 50,0
Muito alta
5) CTA – Capacidade de Troca Aniônica
•
•
Capacidade de trocar e reter ânions à superfície dos colóides.
Em valor baixo de pH (acidez), cargas positivas podem ser desenvolvidas nas argilas que
passam a adsorver ânions. Mas, em geral, esta retenção é insignificante acima de pH 6,0.
6) Elementos Químicos Essenciais
•
•
Através da fotossíntese, as plantas têm a capacidade de formar em suas células clorofiladas,
inicialmente compostos orgânicos de estrutura simples, depois partem daí para compostos de
estrutura mais complexa, como celulose, amido, açúcares diversos, ácidos orgânicos, gorduras,
proteínas, enzimas, vitaminas, etc.
Para sintetizar todas estas substâncias, as plantas utilizam 18 elementos considerados
indispensáveis ao seu metabolismo e que são denominados, nutrientes de plantas, e são
agrupados ou classificados da seguinte forma:
a) Orgânicos: carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), que são elementos originados da água e ar.
São responsáveis pela formação de cerca de 90 a 96% dos tecidos vegetais.
b) Minerais: Macronutrientes (primários e secundários) e Micronutrientes, que são elementos originados
do solo e responsáveis por cerca de 10 a 4% dos tecidos vegetais.
Macronutrientes primários: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K).
Macronutrientes secundários: cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S).
Micronutrientes: boro (B), cloro (Cl), cobalto (Co), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn),
molibdênio (Mo), silício (Si) e zinco (Zn).
•
•
•
•
•
As principais funções dos nutrientes como o N, S e P, são como constituintes de proteínas e
ácidos nucléicos.
Outros nutrientes como o Mg e os micronutrientes, são constituintes de estruturas orgânicas,
principalmente de enzimas moleculares, onde existe envolvimento direto ou indireto na função
catalítica das enzimas.
O K e possivelmente o Cl, são os únicos nutrientes que não são constituintes de estruturas
orgânicas. Estes funcionam principalmente na osmorregulação, ou seja, na manutenção do
equilíbrio eletroquímico nas células e na regulação das atividades enzimáticas.
O Co é tido como elemento importante na síntese de vitamina B12 a qual, provavelmente, é
necessária para a síntese da leghemoglobina, uma proteína que possui papel primordial na
manutenção do ambiente redutor nos nódulos, necessário à fixação do N2 pelas bactérias do
gênero Rhizobium. Sendo, portanto, essencial para leguminosas em associação simbiótica com
bactérias fixadoras de N2 atmosférico.
O Si possui grande diversidade de efeitos benéficos para diferentes espécies. A resistência à
infecção por fungos, a ataques de insetos, e à toxidez de Mn são exemplos clássicos. A
deposição de SiO2 na parede celular de folhas e do caule de cana-de-açúcar, de arroz e de
sorgo, parece conferir considerável rigidez a essas estruturas.
PADRÕES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS - CONAMA 357 / 2005
Classificação dos Corpos de Água Doce
1) Águas Doces
- Classe especial – Deverão ser mantidas as condições naturais do corpo de água.
Parâmetro
pH
Oxigênio Dissolvido
DBO5
Turbidez
Cor verdadeira
Classe I
Classe II
Classe III
Classe IV
6,0 – 9,0
≥ 6,0 mg/L
≤ 3,0 mg/L
≤ 40,0 UNT
6,0 – 9,0
≥ 4,0 mg/L
≤ 10,0 mg/L
≤ 100,0 UNT
6,0 – 9,0
≥ 2,0 mg/L
-
≤ 75,0 mg Pt/L
-
V.A
V.A
Não objetável
V.A
Toleram-se
irisdicências
Gosto / Odor
Materiais flutuantes (Espumas)
V.A
V.A
6,0 – 9,0
≥ 5,0 mg/L
≤ 5,0 mg/L
≤ 100,0 UNT
≤ 75,0 mg
Pt/L
V.A
V.A
Óleos e Graxas
V.A
V.A
V.A
Parâmetros Inorgânicos
Conc. mg/L
Conc. mg/L
Conc. mg/L
Conc. mg/L
Alumínio dissolvido
Antimônio
Arsênio total
Bário total
Berílio total
Boro total
Cádmio total
Chumbo total
Cianeto livre
Cloreto total
Cloro residual total (combinado + livre)
Cobalto total
Cobre dissolvido
Cromo total
Ferro dissolvido
Fluoreto total
Fósforo total (ambiente lêntico)
Fósforo total (ambiente intermediário com
tempo de residência entre 2 e 40 dias e
tributários diretos de ambiente lêntico)
Fósforo total (ambiente lótico e tributários
de ambiente intermediário)
Lítio total
Manganês total
Mercúrio total
Níquel total
Nitrato
Nitrito
0,1
0,005
0,01
0,7
0,04
0,5
0,001
0,1
0,005
250,0
0,01
0,05
0,009
0,05
0,30
1,40
0,020
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,03
0,20
0,033
1,00
0,10
0,75
0,01
0,033
0,022
250,0
0,20
0,013
0,05
5,00
1,40
0,05
-
0,025
0,05
0,075
-
0,10
*
0,15
-
2,50
0,10
0,0002
0,025
10,0
1,0
pH ≤ 7,5: 3,70
pH 7,5 - 8,0: 2,0
pH 8,0 - 8,5: 1,0
pH > 8,5: 0,5
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
2,50
0,50
0,002
0,025
10,0
1,0
pH ≤ 7,5: 13,3
pH 7,5 -8,0: 5,6
pH 8,0 -8,5: 2,2
pH > 8,5: 1,0
-
Nitrogênio Amoniacal total



Cor natural
Especiação do nitrogênio em função do pH
pH < 8 – predominância quase total de NH4+
pH = 9,5 – aproximadamente 50% NH3 e 50% NH4+
pH > 11 – predominância quase total de NH3
4
Parâmetros Inorgânicos
Classe I
Classe II
Classe III
Classe IV
Conc. mg/L
Conc. mg/L
Conc. mg/L
Conc. mg/L
0,01
0,01
250,0
0,002
0,02
0,10
0,18
*
*
*
*
*
*
*
0,05
0,05
250,0
0,30
0,02
0,10
5,00
-
Concentração
Concentração
Concentração
Concentração
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,03 µg/L
0,05 mg/L
70,0 µg/L
30,0 µg/L
1,00 µg/L
0,20 µg/L
0,20 µg/L
280,0 µg/L
280,0 µg/L
2,00 µg/L
100,0 µg/L
0,009 µg/L
-
-
Prata total
Selênio total
Sulfato total
Sulfeto
Urânio total
Vanádio total
Zinco total
Parâmetros orgânicos
Aldrin + Dieldrin
0,05 µg/L
Benzeno
0,005 mg/L
Carbaril
0,02 µg/L
2-clorofenol
0,10 µg/L
2,4-D (Herbicida)
4,0 µg/L
DDT
0,002 µg/L
Endossulfan
0,056 µg/L
Endrin
0,004 µg/L
Etlbenzeno
90,0 µg/L
Glifosato (Herbicida)
65,0 µg/L
Hexaclorobenzeno
0,0065 µg/L
Lindano
0,02 µg/L
Malation
0,10 µg/L
Pentaclorofenol
0,009 µg/L
Tolueno
2,00 µg/L
Xileno
300 µg/L
Legenda:
V.A = Virtualmente ausente
* = Valores iguais aos especificados para Classe I
- = Não há especificação
Valores em itálico = Concentração igual a da Classe I
2) Condições e Padrões de Lançamento de Efluentes
Parâmetro
Valor
Parâmetro
mg/L
Parâmetro
mg/L
Parâmetro
mg/L
pH
Temperatura
Mat. sedimentáveis
Óleos minerais
Óleos vegetais e
gorduras animais
5,0 – 9,0
< 40°C
1 mL/L *
20,0 mg/L
Arsênio total
Bário total
Boro total
Cádmio total
Pb total
Cianeto total
Cu dissolvido
Cromo total
0,5
5,0
5,0
0,2
0,5
0,2
1,0
0,5
Estanho total
Fe dissolvido
Fluoreto total
Mn total
Mercúrio total
Níquel total
N Amoniacal
Prata total
4,0
15,0
10,0
1,0
0,01
2,0
20,0
0,1
Selênio total
Sulfeto
Zinco total
Clorofórmio
Dicloroeteno
Fenóis totais
Tricloroeteno
Tetracloreto de C
0,3
1,0
5,0
1,0
1,0
0,5
1,0
1,0
50,0 mg/L
5
APLICAÇÃO DOS CONCEITOS
1) Os solos são constituídos, entre outros compostos, por colóides que apresentam cargas
positivas e negativas. Responda:
a)
b)
c)
d)
O que são cargas permanentes?
O que são cargas dependentes de pH?
As cargas positivas adsorvem quais íons?
As cargas negativas adsorvem quais íons?
e) Preencha a partícula coloidal abaixo com os seguintes íons: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl-, S2-, SO42-
2)
3)
4)
5)
O que é acidez ativa? Como é medida?
O que é acidez total? Como é medida?
Como pode ser medido o ΔpH? Como se interpretam resultados: positivo, negativo e nulo?
Indique o valor de ΔpH e interprete os resultados abaixo.
pH H2O
pH KCl
5,6
5,9
5,9
4,7
5,7
5,2
6,2
6,2
5,6
5,1
6,1
5,8
4,8
4,5
ΔpH
Interpretação
6) O que é acidez não-trocável?
7) O que é CTC, quais suas características e quais materiais podem influenciá-la?
8) Qual a ordem preferencial da CTC e por que os íons estão nesta ordem?
9) Quais as características da CTC abaixo de 5?
10) Quais as características da CTC acima de 5?
11) Dentre as características de CTC abaixo e acima de 5, qual apresenta-se mais adequada para
fertilidade do solo? Por quê?
12) Como pode ser interpretado um valor baixo de SB? E um valor alto de SB?
13) O que é CTA?
14) Para que servem os macronutrientes? Quais são os macronutrientes primários e secundários?
15) Explique a importância e a influência que sofrem e que exercem os seguintes parâmetros de
qualidade da água contemplados no CONAMA 357/2005:
a) pH
b) OD
c) Turbidez
d) DBO
e) Nitrogênio
f) Fósforo
g) Metais pesados
6
h) Compostos orgânicos
16) Analise a tabela de análise química do solo de uma área onde se pretende destiná-la para
cultivo agronômico e responda:
Parâmetro
Resultado
Parâmetro
Resultado
Areia grossa
48%
CTC pH ácido
20,3 mmolc/kg
Areia fina
12%
CTC pH alcalino
20,5 mmolc/kg
Argila
40%
CTC pH neutro
20,4 mmolc/kg
Acidez ativa
6,9
CTC efetiva
5,5
Acidez total
5,8
SB
5,1
Matéria orgânica
4,2%
ΔpH
a) O solo apresenta predominância de cargas permanentes ou dependentes de pH? Explique.
b) Qual o valor de ΔpH e seu significado?
c) Como é classificado o valor de CTC? À que se deve este resultado? Explique.
d) Qual a quantidade de Al3+ trocável e sua influência na acidez do solo?
e) O solo é adequado para cultivo agronômico? Explique.
f) As características do solo podem ser afetadas se houver uma contaminação por substâncias
ácidas (H+)? A qualidade da água subterrânea seria afetada? Justifique.
g) As características do solo podem ser afetadas se houver uma contaminação por substâncias
alcalinas (OH-)? A qualidade da água subterrânea seria afetada? Justifique.
17) Analise a tabela de análise química da água do rio santa Cruz, localizado no Parque das Antas,
que será destinado à prática de natação e outros esportes aquáticos e avalie os resultados.
Parâmetro
Resultado
Parâmetro
Resultado
pH
5,7
Fósforo
0,06
OD
5,3
Níquel
0,021 mg/L
Turbidez
77
DBO
3,2
Nitrogênio
2,1
DQO
14,7
DDT
0,12 µg/L
Malation
0,09 µg/L
a) A concentração de chumbo encontrada é confiável ou há possibilidade do teor do metal na água
ser alterado? Explique.
b) Explique o valor de OD encontrado na água.
c) Há possibilidade de contaminação do rio por eutrofização? Explique.
d) Qual a forma de nitrogênio presente na água do rio (NH3 / NH4+)? Pode haver intoxicação por
amônia? Justifique.
e) Como se explique o valor de DQO obtido?
f) A água pode ser utilizada para o fim pretendido? Justifique.
7