O efeito da heterogeneidade estrutural do solo nos processos de transporte de poluentes em aluvião do Rio Capibaribe-Pernambuco
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34043 |
Resumo: | Os depósitos aluvionares que compõem o leito seco de rios intermitentes da região semiárida do nordeste brasileiro constituem uma das principais fontes de recursos hídricos dessas regiões. Essas formações atraem diversas atividades antrópicas, gerando assim um incremento do risco de poluição das águas subterrâneas. O transporte de poluentes na zona não saturada é um processo chave, que influencia no grau de contaminação do aquífero aluvionar. Um fator que impacta nos processos de transporte de poluentes é a heterogeneidade natural que compõe a zona não saturada, provocando uma elevada não linearidade dos processos de transporte de contaminantes e de transferência de água. O estudo dos impactos da heterogeneidade estrutural nos processos de fluxo é fundamental para a preservação do aquífero. A região de estudo faz parte da bacia do Capibaribe, localizada entre os municípios de Santa Cruz do Capibaribe e Brejo da Madre de Deus – PE. Os experimentos foram conduzidos no depósito aluvionar que compõe o leito seco do rio. Esse estudo realizou uma caracterização sedimentológica da zona não saturada do depósito utilizando o código de Miall (1985) e uma técnica geofísica visando prospectar as litofácies para uma escala de observação maior. A caracterização hidrodispersiva das litofácies foi realizada em laboratório utilizando os métodos de Batch e o método das Colunas. Uma modelagem numérica bidimensional foi realizada com o software HYDRUS – 2D, comparando cenários de fluxo subsuperficial da zona não saturada assumindo a hipótese de heterogeneidade e de homogeneidade. O Ground Penetrating Radar (GPR) permitiu caracterizar o subsolo e identificar três grandes estruturas sedimentares predominantes na escala de campo no depósito aluvionar no leito seco do Rio Capibaribe. A cinética de sorção da Sulfadiazina das duas litofácies é melhor descrita com um modelo de segunda ordem e indica sorção lenta. As isotermas de sorção foram lineares e os ensaios de deslocamento miscível indicam baixa capacidade de sorção da Sulfadiazina. O lançamento de contaminantes como a Sulfadiazina (SDZ) na superfície do deposito aluvionar pode acarretar na contaminação do lençol freático do aluvião. A heterogeneidade estrutural do depósito aluvionar influencia na distribuição espacial do armazenamento de água e transporte de contaminante em condições não saturadas. O contraste de propriedades hidráulicas propiciou o surgimento de fluxos preferencias na interface entre a estrutura arenosa e os bolsões de cascalho. O contraste de propriedades hidrodispersivos demonstrou que a camada superficial possui maior capacidade de retenção da sulfadiazina. |
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SANTOS NETO, Severino Martins doshttp://lattes.cnpq.br/8700785734423644http://lattes.cnpq.br/5237858035699174ANTONINO, Antonio Celso DantasCOUTINHO, Artur Paiva2019-10-01T19:07:08Z2019-10-01T19:07:08Z2019-02-28https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34043Os depósitos aluvionares que compõem o leito seco de rios intermitentes da região semiárida do nordeste brasileiro constituem uma das principais fontes de recursos hídricos dessas regiões. Essas formações atraem diversas atividades antrópicas, gerando assim um incremento do risco de poluição das águas subterrâneas. O transporte de poluentes na zona não saturada é um processo chave, que influencia no grau de contaminação do aquífero aluvionar. Um fator que impacta nos processos de transporte de poluentes é a heterogeneidade natural que compõe a zona não saturada, provocando uma elevada não linearidade dos processos de transporte de contaminantes e de transferência de água. O estudo dos impactos da heterogeneidade estrutural nos processos de fluxo é fundamental para a preservação do aquífero. A região de estudo faz parte da bacia do Capibaribe, localizada entre os municípios de Santa Cruz do Capibaribe e Brejo da Madre de Deus – PE. Os experimentos foram conduzidos no depósito aluvionar que compõe o leito seco do rio. Esse estudo realizou uma caracterização sedimentológica da zona não saturada do depósito utilizando o código de Miall (1985) e uma técnica geofísica visando prospectar as litofácies para uma escala de observação maior. A caracterização hidrodispersiva das litofácies foi realizada em laboratório utilizando os métodos de Batch e o método das Colunas. Uma modelagem numérica bidimensional foi realizada com o software HYDRUS – 2D, comparando cenários de fluxo subsuperficial da zona não saturada assumindo a hipótese de heterogeneidade e de homogeneidade. O Ground Penetrating Radar (GPR) permitiu caracterizar o subsolo e identificar três grandes estruturas sedimentares predominantes na escala de campo no depósito aluvionar no leito seco do Rio Capibaribe. A cinética de sorção da Sulfadiazina das duas litofácies é melhor descrita com um modelo de segunda ordem e indica sorção lenta. As isotermas de sorção foram lineares e os ensaios de deslocamento miscível indicam baixa capacidade de sorção da Sulfadiazina. O lançamento de contaminantes como a Sulfadiazina (SDZ) na superfície do deposito aluvionar pode acarretar na contaminação do lençol freático do aluvião. A heterogeneidade estrutural do depósito aluvionar influencia na distribuição espacial do armazenamento de água e transporte de contaminante em condições não saturadas. O contraste de propriedades hidráulicas propiciou o surgimento de fluxos preferencias na interface entre a estrutura arenosa e os bolsões de cascalho. O contraste de propriedades hidrodispersivos demonstrou que a camada superficial possui maior capacidade de retenção da sulfadiazina.CAPESThe alluvial deposits that form the dry bed of intermittent rivers of the semi-arid region of northeastern Brazil, constitute one of the main sources of water resources of these regions. These formations attract several anthropogenic activities, thus generating an increased risk of pollution of the groundwater. The transport of pollutants in the unsaturated zone is a key process that influences the degree of contamination of the alluvial aquifer. A factor that impacts on the transport processes of pollutants is the natural heterogeneity of the unsaturated zone. This leads to a high non-linearity of the transport processes of contaminants and water transfer. Therefore, the study of structural heterogeneity impacts on the flow processes are fundamental to ensure the preservation of the alluvial aquifer. The study area is part of the Capibaribe basin, located between the municipalities of Santa Cruz do Capibaribe and Brejo da Madre de Deus – PE. The experiments were conducted in the alluvial deposit that composes the dry bed of the river Capibaribe. This study carried out a sedimentological characterization of the unsaturated zone deposit using the code of Miall (1985) and a geophysical technique to prospect the lithofacies for a larger observation scale. The hydrodispersive characterization of the lithofacies was performed in the laboratory using Batch and Columns methods. A two - dimensional numerical modeling was performed using the HYDRUS - 2D software. Thus, it was possible to compare subsurface flow scenarios of the unsaturated zone assuming the hypothesis of heterogeneity and homogeneity. The Ground Penetrating Radar technique enabled the subsoil characterization and the identification of a predominance in the alluvial deposit in the dry bed of the Capibaribe River of three large sedimentary structures in the field scale. Sulfadiazine sorption kinetics for the soils of the two lithofacies is best described with a second-order model, which indicates slow sorption. The sorption isotherms were linear, and the miscible displacement assays indicate low sorption capacity of Sulfadiazine. The release of contaminants such as Sulfadiazine on the alluvial deposit surface can lead to the contamination of the alluvial water table. The structural heterogeneity of the alluvial deposit influences the spatial distribution of water storage and contaminant transport under unsaturated conditions. The contrast of hydraulic properties favored the emergence of preferential flows at the interface between the sandy structure and the gravel pockets. The contrast of hydrodispersive properties has shown that the surface layer has a greater retention capacity of the sulfadiazine.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCiência dos solosRadar de penetração do soloTransporte de solutoModelagem de fluxoO efeito da heterogeneidade estrutural do solo nos processos de transporte de poluentes em aluvião do Rio Capibaribe-Pernambucoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILTESE Severino Martins dos Santos Neto.pdf.jpgTESE Severino Martins dos Santos Neto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1330https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34043/5/TESE%20Severino%20Martins%20dos%20Santos%20Neto.pdf.jpg7c55d4e50c8171d9063e2c5c40d9c201MD55ORIGINALTESE Severino Martins dos Santos Neto.pdfTESE Severino Martins dos Santos Neto.pdfapplication/pdf4777190https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34043/1/TESE%20Severino%20Martins%20dos%20Santos%20Neto.pdf234821c077c583714a6e0d3c4e6fd180MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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