Nitrate and potassium diffusion coefficients in soil irrigated with vinasse

Authors

  • Rejane Nascentes Universidade Federal do Mato Grosso
  • Izabel Azevedo Universidade Federal de Viçosa
  • Simone Jesus Universidade Federal de Viçosa
  • Francisco Neto
  • Sergio Tibana Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
  • Lucas Guimarães Universidade Federal de Viçosa
  • Fernando Portelinha Universidade Federal de Viçosa

DOI:

https://doi.org/10.14195/2184-8394_117_3

Keywords:

Contamination, Vinasse, Diffusion coefficient, Laboratory tests

Abstract

In the District of Campos de Goytacazes, RJ, Brazil, the vinasse, final byproduct of sugar and alcohol industry, has been widely used to irrigate the soil in sugarcane plantation areas. However, if on one hand this practice favors the farming concerning the quality and time of maturation of this culture, on the other hand it may cause contamination of groundwater. As there is still little information on vinasse polluting potential to soil and water resources in general, the objective of this work is to determine in laboratory the diffusion coefficients of nitrate and potassium, present in high concentrations in that effluent, in order to evaluate their mobility in a fertirrigation area of that district, in view the requirements of environmental agencies. The experimental program included soil characterization tests, chemical and physical-chemical analyses and diffusion tests in reconstituted soil samples. The values of effective diffusion coefficients determined for potassium and nitrate are close to those found in the literature for clay soils. 

Downloads

Download data is not yet available.

References

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 6457 (1986) – Amostra de Solo – Pre - para ção para Ensaios de Compactação e Ensaios de Caracterização.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 6459 (1984) – Solo – Determinação do Limite de Liquidez.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 6508 (1984) – Determinação da Massa Específica.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 7180 (1984) – Solo – Determinação do Limite de Plasticidade.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 7181 (1984) – Análise Granulomértica.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas: NBR 7182 (1986) – Solo – Ensaio de Com - pac tação.

Azevedo, I. C. D.; Nascentes, C. R.; Matos, A. T.; Azevedo, R. F. (2005). Determinação de parâ - metros de transporte de metais pesados em solo residual compactado. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.9, n.4, p.623-630. Campina Grande, PB.

Barone, F. S. (1990). Determination of diffusion and adsorption coeficients for some contaminats in clayey soil and rock: laboratory determination and field evaluation. Ph. D. Thesis. University of Western Ontario (UWO) London, Ontario.

Barone, F. S. Yanful, E. K. Quigley, R. M. Rowe, R. K. (1989). Effect of multiple contaminant migration on diffusion and adsorption of some domestic waste contaminants in a natural clayey soil. Canadian Geotechnical Journal, 26.

Bear, J. (1972). Dynamics of fluids in porous media. American Elsevier, New York, N. Y.

Boscov, M. E. G. (1997). Contribuição ao projeto de sistemas de contenção de resíduos perigosos utili zan do solos lateríticos. São Paulo: Universidade de São Paulo. Tese de Doutorado – Escola Politécnica. 259p.

Boscov, M. E. G.; Oliveira, E.; Ghilardi, M. P.; Silva, M. M., (1999). Difusão de metais através de uma argila laterítica compactada. In: REGEO’99, 4º Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental, pp. 323-330.

Busato, J. G. Canellas, L. P. Velloso, A. C. X. (2005). Fósforo num Cambissolo cultivado com cana de-açúcar por longo tempo. I: Fracionamento seqüencial. R. Bras. Ci. Solo, 29, p. 935-945.

Casarini, D. C. P. (1989). Efeito da Fertirrigação com Vinhaça nas Propriedades químicas e micro - bio ló gi cas do solo em um sistema de disposição de efluente industrial. Tese de Doutorado. Es - co la de Engenharia de São Carlos. Universidade de São Paulo. 179p.

Cortez, L. Magalhães, P. Happi, J. (1992). Principais Subprodutos da agroindústria canavieira e sua valori za ção. Revista Brasileira de Energia,vol.2 nº2.

Crank, J. (1975). The mathematics of diffusion. Oxford University Press.

EPA, Environmental Protection Agency (1992). Technical Resource Document: Batch-type Pro ce - du res for Estimating Soil Adsorption of Chemicals. EPA/530-SW-87-006-F. Office of Solid Waste and Emergency Response, Washington. 100 pp.

Freeze, R. A. & Cherry, J. A. (1979). Groundwater. Prentice Hall. Inc. U.S. 604 pp.

Gillham, R. W. (1981). Physical Processes and Mathematical Models of Contaminant Migration. Subsurface Contaminant Migration from Mine and Mill Waste Impoundments, Colorado State University.

Gonçalves, C. A. S.; Silva, E. L. (2000). Tratamento Físico Químico da Vinhaça. XXVII Con gres so Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental. ABES – Associação Brasileira de En - genha ria Sanitária e Ambiental.

Habert, C.; Egler, M. A.; Nobrega, R. (1982). Concentração de vinhoto por osmose inversa. PEQ/COPPE/UFRJ, Relatório COPPETEC ET-1170.

Hespanhol, I. (1979). Os efeitos do programa nacional do álcool sobre o meio ambiente. Energia Fonte Alternativas 1(5): 23-45 p.

IBGE. (2003). Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. http://www.ibge.gov.br/home/

Jardim. (2007). Álcool: solução para o passado, presente e futuro. Texto da Internet. www.ambientebrasil.com.br.

Jesus, S. C. (2004). Difusão de Zinco em Camada Compactada de Solo Residual de Gnaisse. Dis - ser ta ção de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Geotacnia, Departamento de Enge nha ria Civil, Universidade Federal de Viçosa, 75p.

Kiehl, E. J. (1985). Fertilizantes orgânicos. São Paulo: Agronômica Ceres. 492p.

Lerman, A. (1979). Geochemical processes: water and sediment environments. John Wiley and Sons, Inc., New York, N.Y.

Loher, R. C. (1977). Pollution Controll for agriculture, New York: Academic Press. 467p.

Manhães, M. S. Souza, D. Berto, P. N. A. (2002) Monitoramento de áreas canavieiras fertirrigadas no Norte- Fluminense. Campos dos Goytacazes – RJ.

Matos, A. T. (2004). Disposição de águas residuárias no solo. Viçosa –MG.

Medeiros, S. C. L. Ribeiro, S. R. Coneglian, C. M. R. Barros, R. M. Brito, N. N. Sobrinho, G. D. Tonso, S. Pelegrini, R. (2003). Impactos da Agroindústria canavieira sob o meio ambiente. III Fórum de Estudos Contábeis. Faculdades Integradas Claretianas. Rio Claro. São Paulo

Nobre, M. M. M. (1987). Estudo Experimental do Transporte de Poluentes em Solos Argilosos Compactados. Rio de Janeiro: Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Dissertação de Mestrado - Departamento de Engenharia Civil. 214 p.

Oliveira, P. A. V. (1993). Manual de manejo e utilização dos dejetos de suínos. Concórdia, EMBRAPA/CNPSA Documentos, 27. 188p.

Reddi, L. N.; Inyang, H. I. (2000). Geoenvironmental Engineering – principles and aplications. Marcel Dekker. 494p.

Ritter, E. Campos, J. C. Gatto, R. L. (2003). Medidas do processo de contaminação da argila or gâ - ni ca da barreira lateral do aterro metropolitano de Gramacho. V Congresso Brasileiro de Geo - tecnia Ambiental - REGEO’2003. Porto Alegre.

Rowe, R. K, & Booker, J. R. (1985). 1-D pollutant migration in soils of finite depth. Journal of Geotechnical Engineering. V,111, n.4 , p. 479 – 499.

Rowe, R. K.; Booker, J. R. (1994). Program POLLUTEv6®-1D Pollutant Migration Analysis Program, Geotecnical research Centre, Faculty of Engininnering Science, UWO, London, Canada.

Rowe, R. K. Caers, C. J. Barone, F. (1988). Laboratory determination of diffusion and distribuition coefficients of contaminants using undisturbed clayey soil. Canadian Geotechnical Journal, 25, p. 108-118.

Rowe, R. K. Quigley, R. M. Booker, J. R. (1995). Clayey barrier systems for waste disposal faci li - ties. E&FN Spon, London. 390 p.

Sanchez, P. A. (1976). Properties and Management of Soils in the Tropics. New York: Wiley – Interscience. 618 p.

Sena, M. E. R. (1998). Aproveitamento do Vinhoto como fertilizante e na geração de biogás através da combinação de processos com membranas e fermentação anaeróbica. Projeto submetido à FAPERJ-E26/171.524/98-RJ.

Shackelford, C. D. & Daniel, D. E. (1991). Diffusion in saturated soil. I, Background. Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 117(3). p. 467-484.

Shackelford, C. D. & Rowe, R. K.. (1998). Contaminant transport modeling. In: Congress on Environmental Geotechnics. Proceedings. Lisboa. p. 939-956.

Szmrecsányi, T. (1994). Tecnologia e degradação ambiental: o caso da agroindústria canavieira no Estado de São Paulo. Revista Informações Econômicas, São Paulo, Vol. 24, Nº.10.

Vieira, D. B. (1986). Relação Água solo e planta. In: Telles, D. D. (ed). Elaboração de projetos de irrigação. Capítulo 1. Brasília. Programa Nacional de Irrigação.

Wilkie, A. C. Riedese, K. J. Owens J. M. (2000). Stillage characterization and anerobic treatment of ethanol stilage from conventional and celluolosic feedstocks. Biomass and Bioenergy, 19: 63-102 p.

Yang J. E; Skogley E. O; Schaff B. E; Kim J. J. (1998). A simple spectrophotometric determination of nitrate in water, resin and soil extracts. Soil Science Society of American Journal 62: 1108- 1115.

Yong, R. N. Mohamed, A. M. O. Warkentin, B. P. (1992). Principles of contaminant transport in soils. Amsterdam Elsevier Science Publishers B. V. 327p.

Published

2009-11-21

Issue

Section

Articles