Resumo para P2 de Introdução à engenharia ambiental

Resumo para P2 de Introdução à engenharia ambiental

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CAP. 9 - O meio terrestre

9.1 – Introdução:

O solo pode ser estudado por suas características físicas, químicas e biológicas, com o objetivo de conhecermos suas propriedades e utilizá-lo no atendimento das necessidades humanas sem degradar o ambiente.

9.2 – Conceito, composição e formação dos solos:

CONCEITO DE SOLO

O conceito de solo pode ser diferente de acordo com o objetivo mais imediato de sua utilização. Para o agricultor e agrônomo, esse conceito destacará suas características de suporte da produção agrícola. Para o engenheiro civil, o solo é importante por sua capacidade de suportar cargas ou de se transformar em material de construção. Para o engenheiro de minas, o solo é importante como jazida mineral ou como material solto que cobre e dificulta a exploração dessa jazida. Para o economista, o solo é um fator de produção. Já o ecologista vê o solo como o componente da biosfera no qual se dão os processos de produção e decomposição que reciclam a matéria, mantendo o ecossistema em equilíbrio.

COMPOSIÇÃO DO SOLO

Em termos médios de ordem de grandeza, os componentes podem ser encontrados na seguinte proporção:

  • 45% de elementos minerais

  • 25% de ar

  • 25% de água

  • 5% de matéria orgânica

A desagregação das rochas se dá por ações físicas, químicas e, em menor proporção, biológicas, as quais constituem o que se denomina de intemperismo.

As ações químicas mais comuns ocorrem sobre as rochas calcárias atacadas pelas águas que contenham gás carbônico dissolvido e, em situações específicas de poluição atmosférica, que contenham também outros íons ácidos (chuvas ácidas).

A parte líquida é fundamentalmente constituída por água proveniente de precipitações. A parte gasosa é proveniente do ar existente na superfície e, em proporções variáveis, dos gases de biodegradação de matéria orgânica. A parte orgânica é proveniente da queda de folhas, frutos, galhos e ramos, além de restos de animais, excrementos e outros resíduos, em diferentes estágios de decomposição, em fase sólida ou líquida. É da biodegradação dessa matéria orgânica que resulta o húmus do solo, responsável, em boa parte, pelas suas características agrícolas e várias de suas propriedades físicas.

A FORMAÇÃO DO SOLO – HORIZONTES DE UM SOLO

Como parte integrante de um ecossistema, é possível, em uma escala de tempo geológico, identificar em um solo o que se denomina de ‘sucessão’, ou seja, o conjunto de estágios de equilíbrio pelos quais passa esse ecossistema até atingir o ‘clímax’.

A formação dos solos é resultante da ação combinada de cinco fatores: clima, natureza dos organismos, material de origem, relevo e idade.

Os quatro primeiros fatores imprimem, ao longo do tempo (idade), características que definem os estágios de sucessão por meio de sua profundidade, composição e propriedades e do que se denomina ‘horizontes do solo’. No solo formado à superfície, começam a se estabelecer os vegetais e os microorganismos. A lixiviação (transporte por meio da água que infiltra e percola no solo) faz a translocação das frações mais finas do solo e a remoção de sais minerais. As frações mais grossas permanecem na parte superior. Em conseqüência, formam-se estratos com aparência diferente, constituindo os horizontes.

Quando o solo atinge seu clímax, é que esses horizontes se apresentam de forma mais evidente e são identificáveis em maior número. Observamos que os poros do solo são um grande reservatório de água doce, capazes de assegurar muitas vezes sua disponibilidade, mesmo durante longos períodos de estiagem. Por outro lado, a ausência desse reservatório nas regiões áridas de solos rasos agrava a escassez de água nas estiagens, sendo, ainda, uma das causas das grandes amplitudes do regime hídrico: grandes secas podem ser sucedidas por grandes enchentes e inundações.

Os climas equatoriais e tropicais, por causa da temperatura, umidade e pluviosidade que os caracterizam, favorecem não só o intemperismo acelerado, mas também intensificam a fotossíntese. Em comparação com as áreas de maior latitude e clima temperado, as regiões equatoriais têm uma densidade total de matéria orgânica similar. A diferença reside na sua distribuição, pois, enquanto nas regiões equatoriais a vegetação luxuriante contém boa parte da matéria orgânica, nas temperadas, grande parte da matéria orgânica está no solo.

Consequentemente, é mais provável que os horizontes orgânicos sejam mais espessos em climas temperados.

9.3 – Características ecologicamente importantes dos solos:

Dentre as principais dessas características, estão cor, textura (ou granulometria), estrutura, consistência e espessura dos horizontes. Além delas são também importantes o grau de acidez, a composição e a capacidade de trocas de íons.

A cor é utilizada popularmente e mesmo em classificações científicas para denominar e identificar os solos, sendo a ‘terra roxa’ e a ‘terra preta’ os dois exemplos mais conhecidos. Os solos escuros, tendendo para o marrom, por exemplo, quase sempre podem ser associados à presença de matéria orgânica em decomposição em teor elevado; a cor vermelha é indicativa da presença de óxidos de ferro e de solos bem drenados; as tonalidades acinzentadas, mais comumente encontradas junto às baixadas, são indício de solos freqüentemente encharcados.

A textura ou granulometria descreve a proporção de partículas de dimensões distintas componentes do solo. A textura ou granulometria é a base de classificação mais conhecida dos solos e explica, também, algumas das principais propriedades físicas e químicas dos solos.

A estrutura é o modo pelo qual as partículas se arranjam em agregados ou torrões. Produtos da decomposição de matéria orgânica, juntamente com alguns componentes minerais, como o óxido de ferro e frações argilosas, promovem a agregação das partículas. S estrutura de um solo explica, em boa parte, seu comportamento mecânico, conferindo-lhe o que se denomina consistência, ou seja, a capacidade de resistir a um esforço destinado a rompê-lo.

A porção orgânica é importante por dar origem ao húmus. Além disso, a matéria orgânica pode ter um efeito atenuador da nocividade de alguns elementos minerais sobre as plantas por vezes presentes em teores indesejáveis nos solos tropicais.

As partículas de menores dimensões presentes na fração argilosa dos solos podem apresentar cargas elétricas. Essas cargas elétricas desempenham importante papel nas trocas químicas entre as partículas sólidas e a solução aquosa que as envolve, repelindo ou absorvendo íons e radicais, configurando o que se denomina capacidade de troca iônica do solo.

Solos de zonas de alta pluviosidade tendem a apresentar valores mais baixos de pH em conseqüência do processo de lixiviação das bases dos horizontes superiores, pela infiltração e percolação das águas. Há, ainda, outras causas de acidez progressiva, como o cultivo intensivo com retirada, sem reposição de nutrientes essenciais, a erosão que remove as camadas superficiais que contêm maiores teores de bases e a adubação com compostos de amônio. É comum a pratica de calagem (adição de calcário para elevar o pH a um valor adequado).

9.4 – Classificação dos solos:

Dentre as muitas classificações existentes para os solos, destacam-se aqui duas com base, respectivamente, na granulometria e na pedologia (origem e evolução).

CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA OU TEXTURAL

A classificação granulométrica mais conhecida e internacionalmente aceita estabelece as frações para os componentes minerais dos solos.

Fração

Diâmetro (mm)

Pedra

Maior que 20

Cascalho

Entre 20 e 2

Areia

Entre 2 e 0,02

Silte (limo)

Entre 0,02 e 0,002

Raramente um solo ou um horizonte é constituído de uma só das frações definidas, mas sim de uma combinação com diferentes proporções.

Definida a granulometria de um solo, ele pode ser classificado em argiloso, quando possui mais do que 35% de argila; arenoso, quando possui mais do que 65% de areia e menos do que 15% de argila; siltoso (ou limoso), quando possui mais do que 60% de silte (limo) e menos do que 20% de argila; e barrento, quando não estiver enquadrado em nenhum dos anteriores, tendo, portanto, uma composição mais equilibrada.

Na linguagem técnica corrente, é comum encontrarmos as referências ‘solos finos ou pesados’ para indicar solos argilosos; ‘solos grosseiros’ para solos arenosos; e ‘solos médios’ para solos barrentos.

9.5 – Erosão:

OCORRÊNCIA

Além da erosão urbana e rural, que se diferenciam tanto pelas causas como pelos efeitos, é comum distinguir-se a erosão geológica ou lenta da acelerada. A primeira processa-se de modo inexorável sob a ação dos agentes naturais; a segunda ocorre como uma conseqüência da ação do homem sobre o solo.

A monocultura sem a reposição de nutrientes esgota o solo, reduzindo sua produtividade primária e a cobertura vegetal protetora, e modifica suas propriedades físicas de resistência à erosão.

Em todos os casos, a conseqüência é a perda progressiva da fertilidade e da produtividade primária do solo, podendo-se chegar à sua total e rápida esterilização e eventual desertificação, caso não sejam tomadas precauções adequadas em tempo oportuno.

No Brasil e em outros solos tropicais, há um outro problema que, algumas vezes, assume maior importância que a erosão, mas que, no entanto, é menos considerado: a lixiviação. Por esse processo, as porções de solo mais finas, onde estão os componentes que lhe dão fertilidade, são removidas e carregadas pela água em seu movimento descendente de infiltração. Em terrenos planos de solos muito profundos e permeáveis o material fértil da superfície é solubilizado pelas chuvas e arrastado para regiões inacessíveis às raízes.

PREVENÇÃO, CONTROLE E CORREÇÃO

Quando a erosão restringe-se à laminar ou pequenos sulcos, de tal modo que a camada de solo removido ainda é delgada, permanecendo à superfície os horizontes superiores, pode-se recorrer ao plantio de vegetação e à correção da drenagem que deu início à formação de sulcos para que o ecossistema alcance um novo equilíbrio, repondo a fertilidade e a produtividade primária do solo. Nos demais casos, quando se manifesta a erosão regressiva (boçorocas ou voçorocas), os investimentos corretivos necessários só são justificáveis quando se destinam a recuperar terras produtivas altamente valorizadas e de pequena extensão ou a proteger áreas ameaçadas de ser destruídas pela erosão.

De um modo geral, as intervenções constituem-se fundamentalmente de obras de interceptação e desvio das águas pluviais da voçoroca por meio de tubulações que as devolvem à rede de drenagem natural após prévia dissipação de sua energia erosiva.

Nas áreas rurais, as medidas preventivas resumem-se à utilização de ‘práticas conservacionistas’. As mais utilizadas são o preparo do solo para plantio em curvas de nível; terraceamento; estruturas para desvio que terminem em poços para infiltração das águas; controle das voçorocas; preservação da vegetação nativa nas áreas de grade declive e nas margens de cursos de água.

Essas práticas podem ser ainda de caráter edáfico (que dizem respeito ao solo como meio de cultivo) e ‘mecânico e vegetativo’ e destinam-se essencialmente a evitar a concentração da energia erosiva-hídrica e eólica sobre o solo.

As práticas vegetativas ocorrem com o aumento da cobertura vegetal do solo, tais como o reflorestamento, o cultivo em faixas e vegetação em nível, o plantio de gramas em taludes, o controle de capinagem, o alcochoamento ou cobertura do solo com palha e folhagem.

As práticas de caráter edáfico buscam preservar ou melhorar a fertilidade do solo e compreendem basicamente, o cultivo ajustado à sua capacidade de uso tecnicamente avaliada; adição de fertilizantes e correção do pH; rotação de culturas e eliminação ou controle de queimadas.

9.6 – Poluição do solo rural - Ocorrência e controle:

O emprego de fertilizantes sintéticos e defensivos é um fato relativamente novo, cujo uso cresceu rapidamente e que se estende, hoje, por praticamente todas as terras cultiváveis, com alguns impactos ambientais imediatos e bem conhecidos e outros, especialmente os relacionados aos defensivos, que dependem de anos e décadas para se manifestarem e serem avaliados em suas totais conseqüências.

Visto que não é possível abolir o uso desses fertilizantes em curto prazo, é urgente limitar seu uso ao estritamente indispensável, cortando os desperdícios geradores de resíduos poluidores, restringindo o emprego de defensivos aos ambientalmente mais seguros e empregando técnicas de aplicação que reduzam os custos derivados de sua acumulação e propagação pela cadeia alimentar.

FERTILIZANTES SINTÉTICOS

Com a produção do adubo artificial, caiu a barreira física e econômica que limitava sua disponibilidade, fazendo crescer os riscos de acumulação ambiental até concentrações tóxicas, tanto de nutrientes essenciais como de outros elementos tidos como impurezas do processo de fabricação.

Mesmo quando o fertilizante é aplicado com a melhor técnica e de modo que seja mais facilmente assimilável pelo vegetal, a eficiência nunca é de 100%, provocando, em conseqüência, um excedente que passa a incorporar-se ao solo, fixando-se à sua porção sólida ou solubilizando-se e movimentando-se em conjunto com sua fração líquida.

A eficiência dessa aplicação, além de depender da técnica utilizada, depende também das quantidades adotadas. Essa dependência é expressa pela conhecida lei econômica ‘dos rendimentos decrescentes’. Por essa lei, à medida que as aplicações de fertilizantes se intensificam a cada novo acréscimo de quantidade de fertilizante empregado, o acréscimo de produção primária é crescentemente menor. Em outras palavras, a eficiência cai e quantidades crescentes incorporam-se ao ambiente, e não à planta.

Em termos ecológicos globais e em longo prazo, a fertilização e especialmente a superfertilização com eficiência decrescente tendem a modificar a distribuição da ocorrência dos nutrientes na biosfera, provocando sua concentração em alguns dos seus segmentos e na cadeia alimentar em que está o homem.

DEFENSIVOS AGRÍCOLAS

O atributo que foi o grande motor da expansão dos defensivos – seu efeito residual – transforma-se cada vez mais na pior de suas características. A resistência em decompor-se no ambiente, de modo a impedir o desenvolvimento de organismos indesejados, justificou o sucesso do DDT em programas de saúde pública e na contribuição para o aumento da produtividade agrícola. Entretanto, essa permanência no ambiente ampliava a oportunidade de sua disseminação pela biosfera, seja por meio de fenômenos físicos, seja pelas cadeias alimentares dos ecossistemas presentes no local de sua aplicação original.

Enquanto a circulação das águas e da atmosfera juntamente com os deslocamentos dos organismos integrados às cadeias alimentares explicavam a disseminação dos defensivos agrícolas em escala mundial, as concentrações elevadas são conseqüência do que se denomina biomagnificação ou ampliação biológica.

A biomagnificação ocorre quando substâncias persistentes ou cumulativas migram do mecanismo da nutrição de um organismo para os seguintes da cadeia alimentar.

Os efeitos ambientais ou indiretos podem ser resumidos em:

  • Mortandade inespecífica

  • Redução da natalidade e da fecundidade de espécies

Muitas pragas, hoje em dia, podem ser controladas por meios biológicos no lugar de pesticidas. Nesse caso, as espécies nocivas são mantidas em níveis aceitáveis pela introdução de um predador natural ou microorganismo que lhe cause doença.

O manejo integrado de pragas visa controlar as pragas de modo a minimizar as perdas econômicas por meio de sua redução populacional sem que seja preciso eliminá-las completamente.

De modo alternativo, iniciou-se recentemente a utilização de manipulação genética para conseguir plantas mais resistentes. A técnica normalmente utilizada para melhorar as características das culturas agrícolas e aumentar a produtividade tornou-se conhecida como ‘melhoramento tradicional’. Essa técnica consiste em cruzar uma planta com outra qualquer para obter características desejáveis à nova variedade.

Um produto transgênico, portanto, pode ser definido como o que recebeu, por meio da engenharia genética, um ou mais genes de outro organismo com objetivos específicos, como, por exemplo, o de tornar a planta resistente a um determinado inseto ou a um determinado herbicida.

Os defensores dos produtos trangênicos argumentam que eles proporcionam um aumento real de produtividade e de redução de custos operacionais, fator básico para equilibrar a crescente demanda de alimentos dos países do Terceiro Mundo.

As desvantagens associam-se aos seguintes tipos de problemas:

  • Grandes mercados resistem ao consumo de produtos transgênicos

  • A Lei de Patentes impede o uso de sementes transgêniccas

  • Não há pesquisas de efeitos crônicos sobre o meio ambiente e sobre a saúde pública dos consumidores

SALINIZAÇÃO

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