Avaliação do Transporte de Pesticidas através da Zona Vadosa com o Programa PESTAN

A utilização intensa e generalizada de pesticidas por agricultores, instituições e público em geral são a causa para a entrada destes poluentes no meio ambiente. Após sua liberação pesticidas podem seguir diferentes caminhos. Pesticidas que são aplicados na forma de aerosol se espalham através do ar e podem ser incorporados a outras partes do meio ambiente como o solo e as águas. Pesticidas que são aplicados diretamente sobre o solo são carreados pelo escoamento superficial, podendo atingir corpos d’água superficiais. Um outro caminho que os mesmos podem seguir é o da infiltração no solo, podendo atingir o aqüífero. Pesticidas injetados em profundidade no solo também podem atingir o aqüífero, dependendo da profundidade do lençol freático.

No momento em que entram no meio ambiente pesticidas podem sofrer dois processos. Primeiramente os mesmos podem sofrer degradação através da ação da luz solar, da água, de outros agentes químicos ou mesmo de microorganismos, como bactérias. Este processo de degradação leva à formação de outros compostos que na maioria dos casos são menos tóxicos. Por outro lado pode ocorrer que o pesticida seja muito resistente à degradação, e por isso, permaneça por muito tempo no meio ambiente, sendo chamado de pesticida persistente.
Os compostos de degradação fácil acabam tendo um tempo curto de existência no meio ambiente sendo sua circulação limitada. O contrário ocorre com pesticidas persistentes, que ficam muito tempo no meio ambiente, podendo se mover através de longas distâncias.

Além da resistência à degradação existem ainda diversas outras propriedades que influenciam o comportamento de pesticidas no meio ambiente, entre elas sua volatilidade e sua solubilidade em água. Se um pesticida é insolúvel em água ele tende a se fixar no solo ou a se aprofundar nas águas.

A partir do conhecimento destas e de outras características é possível avaliar de maneira geral como será o comportamento de determinado pesticida. Infelizmente não é possível ser mais preciso quanto a este comportamento, porque o meio no qual os mesmos se movem é muito complexo. Existe uma infinidade de tipos de solos variando na quantidade de areia, matéria orgânica, conteúdo metálico, acidez, bactérias, etc. Todas estas características do solo influenciam o comportamento do pesticida quanto à possibilidade do mesmo atingir as águas subterrâneas.

O MODELO PESTAN - O primeiro modelo PESTAN (Pesticide Analytical Model) foi desenvolvido em 1982 por Enfield, C.G. e outros autores e tem sido utilizado pela USEPA (Orgão Regulador do Meio-Ambiente nos Estados Unidos) desde esta época. A versão atual é a 4.0.

PESTAN é um modelo para estimar o impacto ambiental nas águas subterrâneas causado por fontes pontuais de contaminação oriundas de atividades agrícolas, especificamente pesticidas. O modelo 1-D (unidimensional) simula o transporte advectivo-dispersivo-reativo vertical de pesticidas através de solos homogêneos até as águas subterrâneas. O modelo foi criado para se avaliar de maneira simplificada o potencial de contaminação de pesticidas registrados pela USEPA e aqueles que foram submetidos para registro. PESTAN foi testado tanto em laboratórios como em ensaios de campo.

O programa simula os seguintes processos em uma única camada homogênea: recarga constante e aplicação de pesticidas (processos de superfície), e, fluxo e transporte de pesticidas através do solo a uma velocidade constante, adsorção, decaimento e infiltração do pesticida até as águas subterrâneas (processos de subsuperfície).

O transporte vertical de poluentes dissolvidos através da zona vadosa é simulado em PESTAN como uma quantidade de água contaminada pelo poluente inserida como um slug à superfície e que migra através do solo homogêneo parcialmente saturado (vide figura 1). A concentração do poluente nesta quantidade de água é igual à solubilidade do mesmo em água.

Pode ser simulada uma seqüência de no máximo dez aplicações de pesticida em um único cálculo, sendo que para cada aplicação é necessário entrar o tempo de aplicação antes da ação da recarga ou irrigação.

O líquido começa a entrar no solo no primeiro evento em que ocorre precipitação e irrigação a uma velocidade proporcional à porosidade do meio. PESTAN assume fluxo constante em regime estacionário (steady state) para toda a extensão do solo. Os pesticidas colocados à superfície do solo na forma sólida sofrem degradação até que o evento de precipitação ou irrigação ocorra. A quantidade restante é utilizada para determinar a quantidade de líquido que terá o valor de concentração correspondente à solubilidade. Uma vez que o líquido entra no solo, o transporte dos pesticidas começa a ser influenciado por processos de dispersão e adsorção. Massa de poluente pode se perder através da degradação da fase líquida ou através de migração para o exterior do solo. A condutividade hidráulica do solo determina as condições de saturação, que é calculada através da utilização da equação de Campbell.

O PROGRAMA Unsat-Suite/PESTAN - PESTAN encontra-se integrado ao pacote de programas para a zona vadosa denominado WHI UnSat Suite (Waterloo Hydrogeologic Inc.). O grupo de programas incorpora também o modelo Visual HELP (para o dimensionamento de aterros, considerando aspectos hidrológicos, vide ABAS INFORMA de Julho 2002), SESOIL (é um modelo de balanço unidimensional cujo código simula a lixiviação num polígono de solo, simula escoamento superficial, etc. – vide Abas Informa de agosto 2001), VS2DT (para o cálculo de fluxo e transporte 2D através da zona não saturada) e VLEACH (modelo 1D para prognosticar a mobilização e migração de substâncias orgânicas através da zona não saturada).

A figura 2 mostra a plataforma de avaliação do programa PESTAN dentro do grupo de programas Unsat Suite (Waterloo Hydrogeologic Inc.).

Olho: Pesticidas persistentes, que ficam muito tempo no meio ambiente, podendo se mover através de longas distâncias

Imagens

Figura 2: Ambiente de Trabalho do PESTAN-Unsat Suite (Waterloo Hydrogeologic Inc.). O gráfico exibe curvas do tipo massa versus tempo para a massa residual de pesticida no solo e no líquido, a massa de decaimento na fase líquida e a massa total restante.

Figura 1: Modelo conceitual do PESTAN para a introdução de contaminantes no solo.

Dr. Michel W. Kohnke
Tel: 1 (519) 746-1798 R.241
(11) 3030-9344 (São Paulo)
E-mail: mkohnke@flowpath.com

 
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