MONTEIRO, L. S. Redução das emissões gasosas através da camada de cobertura de aterros sanitários utilizando diversos tipos de materiais. 2016. 155 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-04-18T18:47:28Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_lsmonteiro.pdf: 13372194 bytes, checksum: d77f15c74d786880cd8174f93da13a13 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-04-24T13:16:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_lsmonteiro.pdf: 13372194 bytes, checksum: d77f15c74d786880cd8174f93da13a13 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T13:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_lsmonteiro.pdf: 13372194 bytes, checksum: d77f15c74d786880cd8174f93da13a13 (MD5) Previous issue date: 2016-08-10 / Population growth is responsible for the increase in solid waste generation, And the necessity of the correct destination, processing and reduction of this waste. This one The objective of this study was to evaluate the performance of landfill gas trapping by Different materials used as a cover layer in an Experimental Cell (CE) and in the Central Cell (CC) of the Western Metropolitan Sanitary Landfill of Caucaia (ASMOC). Estimates of the gas emissions were carried out by means of With static flow plate in the conventional cover and in the alternative covers, Besides the measurements made in the drains. The gases generated in the EC and released by the drain Contained, on average, 16.48% CH 4, 13.23% CO 2 and 11.10%; Already in the CC, Average CH4 emissions ranged from 48.20% to 62%, with varying CO2 volumes From 28.45% to 40.43%, and very low O2 concentrations, ranging from 0.02% to 6.4%. THE CC allowed the escape of an average of 0.5% of CH4 and 0.3% of CO2 in the EC, while CC differed only in the average of CO2 with 0.8%. The EC presented average values ​​of Mass flux of CH4 in the cover layer of 0.78 g / m².s.10-2 and 1.2x10-2 g / m².s, For CO2. On the other hand, the CC presented a mean CH4 mass flow of 0.77 g / m².s.10-2 and 1.54x10-2 g / m².s for CO2. Regarding emissions by alternative layers in the EC, the Layer vegetated with grass Esmeralda had better result among the others, but Still allowed the emission of 1.1% more than CH4, allowing 4.3 times more CO2 to escape When compared to conventional coverage. The DC module covered with grass Esmerada was able to retain 50.8% more CH4 and 24.6% more CO2 than the Conventional coverage; The Mombaça grass emitted 13.4% less CH4 than the layer conventional. The dry weed, although emitting 12.4% more of CH4 than the Has improved its performance over almost three times Previous experiment. The overlapping layer of dry weed-Cx emitted 17.2% less CH4 and 85.5% less CO2 than the conventional layer. The RCC was the material with the worst Between all the analyzed modules, 1820.9% more than CH4 emission and 1205.8% CO2 emission to the atmosphere, when compared to the conventional layer of roof. If the overlapped layer of RCC-Cx is considered, the decrease in Emission of CH4 compared to the conventional coverage layer is 12.9% and 59.0% Less CO2. The mass fluxes in both experiments presented a wide Range of CH4 and CO2, which indicates that several factors external to the cell are Responsible for this variation, but follow a behavior consistent with CH4 and CO2 emissions strongly influenced by the rainfall regime. The data Showed that the Esmeralda grass, in both experiments, Loss of gases into the atmosphere, in addition to making the high vulnerability. / O crescimento populacional é responsável pelo aumento na geração de resíduos sólidos, e pela necessidade da correta destinação, processamento e redução destes resíduos. Este trabalho objetivou avaliar o desempenho no aprisionamento dos gases de aterro por diferentes materiais usados como camada de cobertura em uma Célula Experimental (CE) e na Célula Central (CC) do Aterro Sanitário Metropolitano Oeste de Caucaia (ASMOC). As estimativas das emissões de gases foram realizadas por meio de ensaios com placa de fluxo estático na cobertura convencional e nas coberturas alternativas, além das medições feitas nos drenos. Os gases gerados na CE e lançados pelo dreno continham, em média, 16,48% de CH4, 13,23% de CO2 e 11,10% de; já na CC, as médias de emissão de CH4 variaram de 48,20% a 62%, com volumes de CO2 variando de 28,45% a 40,43%, e concentrações de O2 bem baixas, variando de 0,02% a 6,4%. A CC permitiu o escape de, em média, 0,5% de CH4 e 0,3% de CO2 na CE, enquanto que a CC diferiu apenas na média de CO2 com 0,8%. A CE apresentou valores médios de fluxo mássico de CH4 na camada de cobertura de 0,78 g/m².s.10-2 e de 1,2x10-2 g/m².s, para CO2. Já a CC apresentou média de fluxo mássico de CH4 de 0,77 g/m².s.10-2 e de 1,54x10-2 g/m².s para CO2. No tocante às emissões pelas camadas alternativas na CE, a camada vegetada com grama Esmeralda teve melhor resultado entre as demais, mas ainda permitiu a emissão de 1,1% a mais de CH4, deixando escapar 4,3 vezes mais CO2 quando comparada à da cobertura convencional. O módulo da CC coberto com grama Esmerada conseguiu reter 50,8% mais CH4 e 24,6% mais CO2 que a camada de cobertura convencional; o capim Mombaça emitiu 13,4% menos CH4 que a camada convencional. A capina seca, apesar de emitir 12,4% a mais de CH4 que a camada convencional, melhorou em quase três vezes seu desempenho com relação ao experimento anterior. Já a camada sobreposta de capina seca-Cx emitiu 17,2% menos CH4 e 85,5% menos CO2 que a camada convencional. O RCC foi o material com o pior resultado entre todos os módulos analisados, 1820,9% a mais de emissão de CH4 e 1205,8% de emissão de CO2 para a atmosfera, se comparada à camada convencional de cobertura. Já se for considerada a camada sobreposta de RCC-Cx, a diminuição na emissão de CH4 comparada à camada convencional de cobertura é de 12,9% e de 59,0% menos CO2. Os fluxos mássicos em ambos os experimentos apresentaram uma ampla faixa de variação do CH4 e CO2, o que indica que vários fatores externos à célula são responsáveis por esta variação, porém seguem um comportamento congruente às emissões de CH4 e CO2 fortemente influenciadas pelo regime de chuvas. Os dados coletados mostraram que a grama Esmeralda, em ambos os experimentos, minimizam a perda dos gases para atmosfera, além de tornar mais agradável o ambiente de alta vulnerabilidade.

Este trabalho foi realizado junto ao NETeF - Núcleo de Engenharia Térmica e Fluídos da EESC/USP e ao Aterro Sanitário de São Carlos - Fazenda Guaporé, e teve como objetivo a quantificação da emissão de biogás através da superfície do aterro sanitário. Desenvolveu-se experimentalmente uma placa de fluxo, para a captura do biogás através da superfície do aterro em pontos distintos, levando-se em consideração a idade do lixo depositado e as diferentes camadas do aterro sanitário. As medidas foram realizadas de duas maneiras, sendo a primeira através de um aparelho de leitura que possui um princípio de detecção do \'CH IND.4\' e do \'CO IND.2\' por célula dupla de comprimento de onda por infravermelho com material de referência GEM 2000, e posteriormente foram utilizadas ampolas gasométricas fabricadas pela Construmaq - São Carlos, que após a captura foram levadas para análise cromatográfica para detecção das porcentagens de \'CH IND.4\' e do \'CO IND.2\'. Estas medidas foram realizadas com uma sazonalidade de um ano. Para uma localização de emissão global, as medidas foram localizadas através de coordenadas geográficas. Os cálculos matemáticos envolveram equações de vazão e também uma projeção do tempo de produção do biogás. Observou-se que as emissões são significativas e que medidas simples de operações em aterros sanitários seriam eficazes. Os valores encontrados das emissões mensuradas de \'CH IND.4\' em 2008 foram de 1.741,41 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, e em 2009 foram de 3.315,88 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, e as emissões mensuradas de \'CO IND.2\' em 2008 foram de 16.915,85 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, e em Julho de 2009 foram de 27.601,30 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano. / This work was developed at the NETeF (Thermal Engeneering and Fluids Group) at EESC/USP, São Carlos, SP, and the local landfill in São Carlos Guaporé Farm, and it had as aim the quantification of the emission biogas through of the landfill surface. It was developed a plaque of flow to capture biogas through the landfill surface in distincts points considering the age of the waste deposited and the different layer of the landfill. The measures were done of two ways, the first through a reading apparatus that has a principle of detection of \'CH IND.4\' and \'CO IND.2\' by double cells of the wave length by infrared with reference material GEM 2000, subsequently were used gasometric ampoule manufactured by Construmaq in São Carlos, that after the capture were taken to chromatographic analysis to detection of \'CH IND.4\' and \'CO IND.2\' percentages. These measures were done with a seasonality of one year. For a global emission location, the measures were located through the geographical coordinates. The mathematical calculation involved outflow equations and a projection of time of the biogas production too. It was observed that the emissions are significants and that the simple measures operating in landfills would be effective. The values found for \'CH IND.4\' emissions measured in 2008 were 1741.41 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, and 2009 were 3315.88 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, and the emissions measured in \'CO IND.2\' in 2008 was 16,915.85 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, and in July 2009 were 27,601.30 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano.

Este trabalho foi realizado junto ao NETeF - Núcleo de Engenharia Térmica e Fluídos da EESC/USP e ao Aterro Sanitário de São Carlos - Fazenda Guaporé, e teve como objetivo a quantificação da emissão de biogás através da superfície do aterro sanitário. Desenvolveu-se experimentalmente uma placa de fluxo, para a captura do biogás através da superfície do aterro em pontos distintos, levando-se em consideração a idade do lixo depositado e as diferentes camadas do aterro sanitário. As medidas foram realizadas de duas maneiras, sendo a primeira através de um aparelho de leitura que possui um princípio de detecção do \'CH IND.4\' e do \'CO IND.2\' por célula dupla de comprimento de onda por infravermelho com material de referência GEM 2000, e posteriormente foram utilizadas ampolas gasométricas fabricadas pela Construmaq - São Carlos, que após a captura foram levadas para análise cromatográfica para detecção das porcentagens de \'CH IND.4\' e do \'CO IND.2\'. Estas medidas foram realizadas com uma sazonalidade de um ano. Para uma localização de emissão global, as medidas foram localizadas através de coordenadas geográficas. Os cálculos matemáticos envolveram equações de vazão e também uma projeção do tempo de produção do biogás. Observou-se que as emissões são significativas e que medidas simples de operações em aterros sanitários seriam eficazes. Os valores encontrados das emissões mensuradas de \'CH IND.4\' em 2008 foram de 1.741,41 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, e em 2009 foram de 3.315,88 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, e as emissões mensuradas de \'CO IND.2\' em 2008 foram de 16.915,85 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, e em Julho de 2009 foram de 27.601,30 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano. / This work was developed at the NETeF (Thermal Engeneering and Fluids Group) at EESC/USP, São Carlos, SP, and the local landfill in São Carlos Guaporé Farm, and it had as aim the quantification of the emission biogas through of the landfill surface. It was developed a plaque of flow to capture biogas through the landfill surface in distincts points considering the age of the waste deposited and the different layer of the landfill. The measures were done of two ways, the first through a reading apparatus that has a principle of detection of \'CH IND.4\' and \'CO IND.2\' by double cells of the wave length by infrared with reference material GEM 2000, subsequently were used gasometric ampoule manufactured by Construmaq in São Carlos, that after the capture were taken to chromatographic analysis to detection of \'CH IND.4\' and \'CO IND.2\' percentages. These measures were done with a seasonality of one year. For a global emission location, the measures were located through the geographical coordinates. The mathematical calculation involved outflow equations and a projection of time of the biogas production too. It was observed that the emissions are significants and that the simple measures operating in landfills would be effective. The values found for \'CH IND.4\' emissions measured in 2008 were 1741.41 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, and 2009 were 3315.88 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, and the emissions measured in \'CO IND.2\' in 2008 was 16,915.85 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano, and in July 2009 were 27,601.30 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.ano.

O principal papel dos rios no ciclo global biogeoquímico do carbono tem sido considerado como o de exportador fluvial de carbono orgânico total (COT) e carbono inorgânico dissolvido (CID) para os oceanos. Entretanto, estudos recentes mostraram a importância dos fluxos evasivos de CO2 a partir de rios da Amazônia, sugerindo que uma parte significativa do carbono fixado pela floresta retornaria para a atmosfera por esta via. A troca gasosa entre a atmosfera e as águas supersaturadas dos rios é função do gradiente de concentração do gás através da interface ar-água. A pCO2 da água é fortemente determinada pela concentração de carbono inorgânico dissolvido e pH, que, por sua vez, são função de processos físicos, químicos e biológicos. O foco principal deste estudo foi estabelecer a importância dos fluxos evasivos de CO2 nos balanços de C, uma vez que os sistemas aquáticos são uma fonte significativa de C para a atmosfera nos ambientes tropicais úmidos. Ao mesmo tempo, avaliou-se a influência das concentrações de CID e pH na evasão de CO2. A área de estudo foi a bacia do rio Ji-Paraná, Rondônia. Vários rios desta bacia foram amostrados entre maio/99 e maio/03. Concentrações de CID, temperatura e pH foram utilizadas para calcular a pCO2 da água, baseado nas equações de equilíbrio termodinâmico. Para estimar o fluxo evasivo de CO2 utilizou-se o modelo teórico de fluxo difusivo. Os resultados mostraram que rios que drenam áreas de solos mais férteis apresentam as maiores concentrações de CID e um maior potencial de evasão. Apesar da variabilidade sazonal da pCO2, as concentrações de CO2 dissolvido indicam que as trocas de CO2 com a atmosfera são unilaterais (evasão para a atmosfera) ao longo do ano. Durante o período de cheia, mesmo com concentrações de CID menores, a diminuição do pH observado neste período foi suficiente para promover potenciais de evasão maiores; neste período a evasão é cerca de 4 vezes maior que no período de seca. Baseado no modelo de fluxo difusivo, a evasão de CO2 para a atmosfera a partir das águas superficiais dos rios da bacia do Ji-Paraná foi estimada em 128 a 318 Gg C ano-1. A descarga fluvial exporta anualmente cerca de 370 Gg C ano-1. Portanto, a evasão é da mesma ordem de magnitude da descarga fluvial, demonstrando a importância desta via no ciclo do carbono nos sistemas aquáticos da Amazônia. / The major biogeochemical role of river systems in the global carbon cycle is considered to be the fluvial export of total organic carbon (TOC) and dissolved inorganic carbon (DIC) to the ocean. However, recent studies have shown the importance of CO2 outgassing from rivers of the Amazon, suggesting that a significant part of the carbon fixed by forests returns to the atmosphere through this pathway. Gas exchange between the atmosphere and river waters supersaturated in CO2 is a function of gaseous gradients across the air-water interface. Water pCO2 is strongly influenced by concentrations of dissolved inorganic carbon (DIC) and pH, which are, in turn, a function of physical, chemical and biological processes. This study focus on the importance of CO2 outgassing in the carbon cycle of drainage basins, assuming that river systems are significant sources of atmospheric C in tropical environments, and also on the influence of DIC concentrations and the pH on CO2 evasion. The study area was the Ji-Paraná river basin, Rondônia. Several rivers of the basin were sampled between May/99 and May/03. Temperature, pH and DIC concentrations were used do calculate pCO2, based on thermodynamic equilibrium equations. A theoretical diffusive flux model was used to estimate CO2 evasion. The results show that rivers draining areas with more fertile soils present larger concentrations of DIC and of potential CO2 evasion. In spite of the pCO2 seasonality, the concentrations of dissolved CO2 suggest that this CO2 exchange with the atmosphere is unilateral (evasion to the atmosphere) throughtout the year. During high waters, even with lower DIC concentrations, decreases in pH are of a magnitude enough to promote higher potential evasions; in this period evasion is around four times higher than in the falling water. Based on a diffusion model, CO2 evasion to the atmosphere from rivers of Ji-Paraná basin was estimated to be from 128 to 318 Gg C yr-1. Since the annual export in fluvial discharge is 370 Gg C yr-1, this means that evasion is on the same order of magnitude, demonstrating the importance of this pathway in the carbon cycle of riverine systems in the Amazon.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2289_1.pdf: 7785897 bytes, checksum: 7f8e1bc2b1aad2510c5c8d2701128e4f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As camadas de cobertura das células dos aterros para RSU funcionam como um isolante entre a massa de resíduos e o ambiente externo. Esta camada também é responsável por evitar a entrada de água na massa de resíduos, bem como, a saída de gases para a atmosfera. Esses fatos por si só, revelam a importância do correto dimensionamento e da adequada execução destes elementos dos aterros. A presente pesquisa aborda o comportamento do solo em relação à retenção dos gases pela camada de cobertura do Aterro de Resíduos Sólidos de Aguazinha PE, avaliando as características geotécnicas dos solos (tipo de solo, percentual de finos, permeabilidade ao ar, grau de compactação, grau de saturação e umidade do solo, além da espessura da camada e das pressões do gás no contato solo-resíduo. Para isto foram realizados 19 ensaios de placa de fluxo estática e medição de pressão e concentração dos gases no contato solo-resíduo, medição da espessura da camada em cada ponto e ensaios de caracterização, permeabilidade a água e ao ar dos solos da camada de cobertura. Também foram avaliadas as emissões dos gases pelos drenos do aterro e comparadas com as emissões pela camada de cobertura. Os ensaios de campo foram realizados no período de março de 2006 a novembro de 2007. No total foram realizados 315 ensaios de campo e laboratório. O solo utilizado na camada de cobertura é areno-argiloso ou argilo-arenoso. A espessura da camada variou entre 0,20 e 0,70m e o grau de compactação do solo variou entre 76 e 104% indicando que durante a execução da camada de cobertura não ocorreu controle topográfico nem de compactação da mesma. Os resultados indicaram grande influência do grau de compactação do solo e das pressões no contato solo-resíduo nas emissões de metano (CH4) para a atmosfera. O grau de saturação do solo em campo variou de 8 a 74%. Os ensaios de permeabilidade ao ar indicaram que o grau de saturação acima de 65% influencia no fluxo dos gases pela camada de cobertura. A espessura da camada não apresentou nenhuma relação direta com a redução das emissões tornando-se um fator secundário quando comparada ao grau de compactação, às pressões e ao grau de saturação do solo. A camada de cobertura (topo+taludes+bermas) foi responsável por 22% das emissões totais de CH4 para atmosfera, o que representou significativo dano ambiental além, dos prejuízos econômicos

O principal papel dos rios no ciclo global biogeoquímico do carbono tem sido considerado como o de exportador fluvial de carbono orgânico total (COT) e carbono inorgânico dissolvido (CID) para os oceanos. Entretanto, estudos recentes mostraram a importância dos fluxos evasivos de CO2 a partir de rios da Amazônia, sugerindo que uma parte significativa do carbono fixado pela floresta retornaria para a atmosfera por esta via. A troca gasosa entre a atmosfera e as águas supersaturadas dos rios é função do gradiente de concentração do gás através da interface ar-água. A pCO2 da água é fortemente determinada pela concentração de carbono inorgânico dissolvido e pH, que, por sua vez, são função de processos físicos, químicos e biológicos. O foco principal deste estudo foi estabelecer a importância dos fluxos evasivos de CO2 nos balanços de C, uma vez que os sistemas aquáticos são uma fonte significativa de C para a atmosfera nos ambientes tropicais úmidos. Ao mesmo tempo, avaliou-se a influência das concentrações de CID e pH na evasão de CO2. A área de estudo foi a bacia do rio Ji-Paraná, Rondônia. Vários rios desta bacia foram amostrados entre maio/99 e maio/03. Concentrações de CID, temperatura e pH foram utilizadas para calcular a pCO2 da água, baseado nas equações de equilíbrio termodinâmico. Para estimar o fluxo evasivo de CO2 utilizou-se o modelo teórico de fluxo difusivo. Os resultados mostraram que rios que drenam áreas de solos mais férteis apresentam as maiores concentrações de CID e um maior potencial de evasão. Apesar da variabilidade sazonal da pCO2, as concentrações de CO2 dissolvido indicam que as trocas de CO2 com a atmosfera são unilaterais (evasão para a atmosfera) ao longo do ano. Durante o período de cheia, mesmo com concentrações de CID menores, a diminuição do pH observado neste período foi suficiente para promover potenciais de evasão maiores; neste período a evasão é cerca de 4 vezes maior que no período de seca. Baseado no modelo de fluxo difusivo, a evasão de CO2 para a atmosfera a partir das águas superficiais dos rios da bacia do Ji-Paraná foi estimada em 128 a 318 Gg C ano-1. A descarga fluvial exporta anualmente cerca de 370 Gg C ano-1. Portanto, a evasão é da mesma ordem de magnitude da descarga fluvial, demonstrando a importância desta via no ciclo do carbono nos sistemas aquáticos da Amazônia. / The major biogeochemical role of river systems in the global carbon cycle is considered to be the fluvial export of total organic carbon (TOC) and dissolved inorganic carbon (DIC) to the ocean. However, recent studies have shown the importance of CO2 outgassing from rivers of the Amazon, suggesting that a significant part of the carbon fixed by forests returns to the atmosphere through this pathway. Gas exchange between the atmosphere and river waters supersaturated in CO2 is a function of gaseous gradients across the air-water interface. Water pCO2 is strongly influenced by concentrations of dissolved inorganic carbon (DIC) and pH, which are, in turn, a function of physical, chemical and biological processes. This study focus on the importance of CO2 outgassing in the carbon cycle of drainage basins, assuming that river systems are significant sources of atmospheric C in tropical environments, and also on the influence of DIC concentrations and the pH on CO2 evasion. The study area was the Ji-Paraná river basin, Rondônia. Several rivers of the basin were sampled between May/99 and May/03. Temperature, pH and DIC concentrations were used do calculate pCO2, based on thermodynamic equilibrium equations. A theoretical diffusive flux model was used to estimate CO2 evasion. The results show that rivers draining areas with more fertile soils present larger concentrations of DIC and of potential CO2 evasion. In spite of the pCO2 seasonality, the concentrations of dissolved CO2 suggest that this CO2 exchange with the atmosphere is unilateral (evasion to the atmosphere) throughtout the year. During high waters, even with lower DIC concentrations, decreases in pH are of a magnitude enough to promote higher potential evasions; in this period evasion is around four times higher than in the falling water. Based on a diffusion model, CO2 evasion to the atmosphere from rivers of Ji-Paraná basin was estimated to be from 128 to 318 Gg C yr-1. Since the annual export in fluvial discharge is 370 Gg C yr-1, this means that evasion is on the same order of magnitude, demonstrating the importance of this pathway in the carbon cycle of riverine systems in the Amazon.

O aquecimento global é considerado um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade mundial e suas consequências afetam de maneira severa diversos biomas já ameaçados, principalmente em ecossistemas tropicais. O estado de conservação de todos os biomas brasileiros é uma questão de grande preocupação e por esta razão, a Mata Atlântica, um dos ecossistemas florestais que mais sofreu redução em seu vasto domínio, ainda é um bioma extremamente rico em biodiversidade, com altos níveis de endemismo, apesar do intenso desmatamento e fragmentação. Diante de sua importância biogeoquímica, os objetivos principais do presente estudo foram compreender de que maneira o fenômeno de elevação da temperatura global afeta as emissões naturais de gases de efeito estufa (GEE) provenientes do solo e de que modo o acréscimo da temperatura influencia na ciclagem de nutrientes como carbono e nitrogênio. Para isso, o solo foi aquecido artificialmente em 5ºC para se avaliar o comportamento das emissões sob maiores temperaturas. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, no Núcleo Santa Virgínia, onde predomina a formação de Floresta Ombrófila Densa Altimontana. As amostras foram coletadas quatro vezes ao ano em campanhas de 10 dias, durante os meses de setembro e novembro de 2009 e janeiro e agosto de 2010. O sistema de aquecimento funcionou de maneira satisfatória como esperado e o aumento da temperatura ocorreu por radiação térmica de maneira lenta e gradativa. O aumento da temperatura não resultou em diferenças significativas na umidade do solo para os diferentes tratamentos. O aquecimento resultou em um aumento expressivo das emissões de CO2 e N2O, porém não apresentou diferenças para os fluxos de CH4. O aumento do fluxo dos gases pode representar uma tendência da diminuição do estoque (substrato) de carbono disponível no solo ao longo do tempo. A variação de CO2 a curto prazo pode ter sido consequência do aumento da respiração radicular e de heterótrofos presentes na rizosfera. Para o N2O a maior temperatura pode ter intensificado o metabolismo da microbiota desnitrificadora, resultando assim em maiores emissões de N2O para a atmosfera. O consumo de CH4 não apresentou diferenças significativas durante os períodos amostrados. Estudos que manipulam a temperatura do solo permitem um maior conhecimento dos processos envolvidos na emissão de gases pela atividade microbiana, mas infelizmente não permitem uma conclusão precisa a respeito do comportamento do sistema solo-atmosfera por completo devido aos inúmeros fatores que afetam esses processos de maneiras distintas. É preciso aprofundar nossos conhecimentos da dinâmica desses processos para um melhor entendimento de como a futura interação do ciclo global do C responderá às mudanças climáticas, e como será possível antecipar os efeitos negativos dessas interações que ocorrem na natureza, principalmente entre o C e o N do solo e da atmosfera. / The global warming is considered one of the most serious environmental problem of nowadays and its severe consequences affects already threatened biomes, particularly in tropical ecosystems. The conservation status of all biomes is a matter of great concern, and for this reason, the Atlantic forest, one of the most threatened ecosystems of the Planet, is still extremely rich in biodiversity, with high endemic levels, despite the intense deforestation and fragmentation. Given its biogeochemistry importance, the main objectives of this study were to understand how the phenomenon of rising global temperatures affects natural emissions of greenhouse gases (GHG) from soil, and how the warming influences the cycling of nutrients such as carbon and nitrogen. For this, the soil was artificially heated at 5ºC to evaluate the emissions response at higher temperatures. The study was conducted at Serra do Mar State Park Núcleo Sta. Virgínia, were the formation of montane Rain Forest predominates. Gas samples were collected four times a year on 10 days campaigns during the months of September and November 2009 and January and August 2010. The heating system worked satisfactorily as expected and the temperature was increased by thermal radiation in a slow and gradual way. The temperature increase resulted in no significant differences in soil moisture for the different treatments. The higher temperature resulted in a significant increase in emissions of CO2 and N2O, but no difference was noticed to the flows of CH4. The higher emissions of gases may represent a trend of decrease in the pool of readily available carbon in the soil over time. The short-term variation of CO2 may have been a consequence of increased root respiration and heterotrophic microbiota in the rhizosphere. For the N2O results, the temperature may have enhanced the metabolism of denitrifying microbiota, thus resulting in higher emissions of N2O to the atmosphere. The consumption of CH4 showed no significant differences during the studied periods. Studies that manipulate the soil temperature allow a better understanding of the involved processes in the emission of gases by microbial activity, but unfortunately do not allow a precise conclusion about the response of the soilatmosphere system altogether because there are many factors that affects these processes in distinct ways. We need to further improve our knowledge on the dynamics of these processes for a better understanding of how the future interaction between the global carbon cycle responds to climate change, and how we anticipate the negative effects of those interactions that occur in nature, mainly between C and N present in the soil and in the atmosphere

O aquecimento global é considerado um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade mundial e suas consequências afetam de maneira severa diversos biomas já ameaçados, principalmente em ecossistemas tropicais. O estado de conservação de todos os biomas brasileiros é uma questão de grande preocupação e por esta razão, a Mata Atlântica, um dos ecossistemas florestais que mais sofreu redução em seu vasto domínio, ainda é um bioma extremamente rico em biodiversidade, com altos níveis de endemismo, apesar do intenso desmatamento e fragmentação. Diante de sua importância biogeoquímica, os objetivos principais do presente estudo foram compreender de que maneira o fenômeno de elevação da temperatura global afeta as emissões naturais de gases de efeito estufa (GEE) provenientes do solo e de que modo o acréscimo da temperatura influencia na ciclagem de nutrientes como carbono e nitrogênio. Para isso, o solo foi aquecido artificialmente em 5ºC para se avaliar o comportamento das emissões sob maiores temperaturas. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, no Núcleo Santa Virgínia, onde predomina a formação de Floresta Ombrófila Densa Altimontana. As amostras foram coletadas quatro vezes ao ano em campanhas de 10 dias, durante os meses de setembro e novembro de 2009 e janeiro e agosto de 2010. O sistema de aquecimento funcionou de maneira satisfatória como esperado e o aumento da temperatura ocorreu por radiação térmica de maneira lenta e gradativa. O aumento da temperatura não resultou em diferenças significativas na umidade do solo para os diferentes tratamentos. O aquecimento resultou em um aumento expressivo das emissões de CO2 e N2O, porém não apresentou diferenças para os fluxos de CH4. O aumento do fluxo dos gases pode representar uma tendência da diminuição do estoque (substrato) de carbono disponível no solo ao longo do tempo. A variação de CO2 a curto prazo pode ter sido consequência do aumento da respiração radicular e de heterótrofos presentes na rizosfera. Para o N2O a maior temperatura pode ter intensificado o metabolismo da microbiota desnitrificadora, resultando assim em maiores emissões de N2O para a atmosfera. O consumo de CH4 não apresentou diferenças significativas durante os períodos amostrados. Estudos que manipulam a temperatura do solo permitem um maior conhecimento dos processos envolvidos na emissão de gases pela atividade microbiana, mas infelizmente não permitem uma conclusão precisa a respeito do comportamento do sistema solo-atmosfera por completo devido aos inúmeros fatores que afetam esses processos de maneiras distintas. É preciso aprofundar nossos conhecimentos da dinâmica desses processos para um melhor entendimento de como a futura interação do ciclo global do C responderá às mudanças climáticas, e como será possível antecipar os efeitos negativos dessas interações que ocorrem na natureza, principalmente entre o C e o N do solo e da atmosfera. / The global warming is considered one of the most serious environmental problem of nowadays and its severe consequences affects already threatened biomes, particularly in tropical ecosystems. The conservation status of all biomes is a matter of great concern, and for this reason, the Atlantic forest, one of the most threatened ecosystems of the Planet, is still extremely rich in biodiversity, with high endemic levels, despite the intense deforestation and fragmentation. Given its biogeochemistry importance, the main objectives of this study were to understand how the phenomenon of rising global temperatures affects natural emissions of greenhouse gases (GHG) from soil, and how the warming influences the cycling of nutrients such as carbon and nitrogen. For this, the soil was artificially heated at 5ºC to evaluate the emissions response at higher temperatures. The study was conducted at Serra do Mar State Park Núcleo Sta. Virgínia, were the formation of montane Rain Forest predominates. Gas samples were collected four times a year on 10 days campaigns during the months of September and November 2009 and January and August 2010. The heating system worked satisfactorily as expected and the temperature was increased by thermal radiation in a slow and gradual way. The temperature increase resulted in no significant differences in soil moisture for the different treatments. The higher temperature resulted in a significant increase in emissions of CO2 and N2O, but no difference was noticed to the flows of CH4. The higher emissions of gases may represent a trend of decrease in the pool of readily available carbon in the soil over time. The short-term variation of CO2 may have been a consequence of increased root respiration and heterotrophic microbiota in the rhizosphere. For the N2O results, the temperature may have enhanced the metabolism of denitrifying microbiota, thus resulting in higher emissions of N2O to the atmosphere. The consumption of CH4 showed no significant differences during the studied periods. Studies that manipulate the soil temperature allow a better understanding of the involved processes in the emission of gases by microbial activity, but unfortunately do not allow a precise conclusion about the response of the soilatmosphere system altogether because there are many factors that affects these processes in distinct ways. We need to further improve our knowledge on the dynamics of these processes for a better understanding of how the future interaction between the global carbon cycle responds to climate change, and how we anticipate the negative effects of those interactions that occur in nature, mainly between C and N present in the soil and in the atmosphere

A pecuária é considerada uma das principais fontes de emissão de gases de efeito estufa (GEE) no Brasil. Sua participação no inventario nacional de emissões de GEE está relacionada tanto à conversão da vegetação nativa em pastagens, com a perda de biomassa vegetal e modificações nas propriedades físicas e químicas do solo, quanto à participação dos próprios animais, através da eructação e da deposição de dejetos. A quantificação das emissões de GEE em sistemas agropecuários possibilita avaliar o grau de impacto dessa atividade sobre o ambiente. Grande parte dos estudos realizados para a quantificação das emissões dos dejetos do gado foi desenvolvido em regiões de clima temperado, porém faltam informações para as condições tropicais. No Brasil os fatores de emissão obtidos são menores que o valor default de 2% proposto pelo IPCC. Em vista ao grau de incerteza associado ao valor default para os dejetos animais, confirma-se a necessidade da determinação de fatores de emissão específicos, com o objetivo de conferir maior precisão aos inventários nacionais. Os objetivos deste estudo foram (i) avaliar os sistemas vegetação nativa e pastagem quanto aos fluxos de GEE provenientes das respectivas fontes: solo, fezes e urina do gado, com a finalidade de verificar suas contribuições específicas no total de GEE emitidos; (ii) determinar os fatores de emissão dos dejetos animais para a região edafoclimática da região sudeste do Brasil. Esse estudo foi realizado durante as estações seca e chuvosa, para avaliar também o efeito da sazonalidade na emissão de GEE. Foi utilizado câmaras estáticas fixadas ao solo para quantificação dos fluxos de CO2, CH4 e N2O, por um período de trinta dias em cada estação. Os fluxos diários de emissão de GEE provenientes dos dejetos apresentaram pico de emissão logo após sua aplicação, que perduraram apenas durante os primeiros dez dias amostrados. Os fatores de emissão do N2O calculados neste estudo também foram inferiores ao default, de 0,05% para a urina e 0,001% para as fezes na estação seca, e de 0,4% e 0,004% na estação chuvosa, respectivamente. O fator de emissão do CH4 calculado para as fezes do gado foi de 0,012 kg CH4 cabeça-1 ano-1 na estação seca e 0,004 kg CH4 cabeça-1 ano-1 na estação chuvosa. Os fluxos acumulados de CH4 e N2O gerados nesse estudo foram convertidos em CO2 equivalente, para efeito de comparação, para a contabilização da contribuição total de cada fonte na emissão de GEE. O solo sob vegetação nativa emitiu um total de 274 kg CO2e ha-1 ano-1, enquanto que na pastagem esse valor foi de 657 kg CO2e ha-1 ano-1, sem contabilizar os dejetos. Os dejetos contribuíram com 9.853 kg CO2e ha-1 ano-1, e quando somado um valor default para a eructação do gado, esse valor aumentou para 27.878 kg CO2e ha-1 ano-1. Os resultados demonstram que a pastagem emite uma quantidade 2,5 maior de GEE para a atmosfera quando comparado com uma área de vegetação nativa. Além disso, verificou-se a influência da sazonalidade na emissão dos GEE e a importante contribuição dos dejetos no total das emissões contabilizadas para o sistema pastagem / Livestock is considered one of the main sources of greenhouse gases (GHGs) emission in Brazil. Its contribution is related either to conversion of native vegetation in pasture areas, with changes in physical and chemical soil properties, consequently changing the GHG fluxes into the atmosphere, or by the decomposition of livestock manure. Most studies conducted to quantify emissions from livestock manure have been developed in temperate regions with still a lack of information for tropical conditions. In Brazil, emission factors obtained were lower than the default value of 2% proposed by IPCC. Due to the uncertainty degree associated with the default value for animal manure, confirms the need for determination of specific emission factors, in order to give greater precision to national inventories. The objectives of this study were (i) to evaluate the systems native vegetation and pasture as the GHG fluxes from the respective sources: soil, faeces and cattle urine, in order to verify their specific contributions in the total GHG emissions; (ii) and determine the emission factors of animal manure. This study was conducted during the dry and rainy seasons, to evaluate the effect of seasonality in GHG emissions. Static chambers fixed to the ground were used to quantify CO2, CH4 and N2O fluxes for a period of thirty days in each season, with five replicates for each treatment. On each day of collection, sampling was performed at regular intervals (0, 10 and 20 minutes after chamber closure). The GHG emission daily flows from manure showed a peak of emission immediately after application, which lasted only during the first ten days sampled. The N2O emission factors calculated in this study were lower than the default, 0.05% for urine and 0.001% for faeces in the dry season, and 0.4% and 0.004% in the rainy season, respectively. The CH4 emission calculated factors for the cattle faeces were 0.012 kg CH4 head-1 yr-1 in the dry season and 0.004 kg CH4 head-1 yr-1 in the rainy season. The cumulative flows of CH4 and N2O generated in this study were converted into CO2 equivalent, for comparison, accounting for the total contribution of each source of GHG emissions. The soil under native vegetation issued a total of 274 kg CO2e ha-1 yr-1, while in the pasture this value was 657 kg CO2e ha-1 yr-1, not counting the manure. The manure contributed 9853 kg CO2e ha-1 yr-1, and when coupled with a default value for cattle belching, this value increased to 27,878 kg CO2e ha-1 yr-1. The results demonstrate that the pasture emits 2.5-fold greater quantity of GHG when compared to a native vegetation area. In addition, there was the influence of seasonality on GHG emissions and the important contribution of waste in total emissions accounted for pasture system

Mudanças de uso e manejo influenciam o acúmulo de carbono (C) no solo e o fluxo de gases do efeito estufa (GEE). No Brasil, sobretudo nos biomas Amazônia e Cerrado, historicamente vegetações nativas são convertidas em pastagens e agricultura emitindo consideráveis quantidades de GEE para a atmosfera. Áreas sob pastagens e agricultura vêm sendo convertidas em sistemas mais intensificados e tecnicamente mais avançados, tais como os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP), os quais têm a capacidade de acumular C no solo e mitigar as emissões de GEE para atmosfera. O objetivo deste estudo foi avaliar as modificações nos estoques de C do solo e nos fluxos de GEE em áreas sob mudança de uso da terra nos biomas Amazônia e Cerrado. Foram avaliadas áreas sob vegetação nativa, pastagens, sucessão de cultivos e ILP em diferentes condições edafoclimáticas. O manejo da fertilidade do solo sob pastagem afeta produção de biomassa, que por sua vez influencia o acúmulo ou perda de C. Pastagem cultivada em solo fértil acumulou 0,46 Mg de C ha-1 ano-1. Sob baixa fertilidade natural, obsrvou-se perdas de 0,15 e 1,53 Mg de C ha-1 ano-1, respectivamente para pastagem não degradada e degradada. A conversão de vegetação nativa e pastagem para agricultura, mesmo cultivada sob SPD, reduziu o estoque de C, exibindo perdas de 0,69 a 1,44 Mg ha-1 ano-1. A implantação de sistemas de ILP em áreas sob sucessão de cultivos aumentou os estoques de C no solo, com taxas varaindo de 0,82 a 2,58 Mg ha-1 ano-1. Aplicando a modelagem matemática, com o modelo Century, verificou-se as mesmas tendências de acúmulo ou perdas de C no solo. Entretanto, o modelo subestimou os estoques de C em todas as áreas avaliadas. Em Montividiu, a avalaição do fluxo de GEE em diferentes usos e manejos da terra, evidenciou maior emissão CCO2 na pastagem (10820 kg ha-1) e esta foi significativamente maior em relação à sucessão de cultivos (4987 kg ha-1) e ILP (6565 kg ha-1). Emissão de N-N2O foi maior em ILP (2,00 kg ha-1 ano-1) e menor na vegetação nativa (0,35 kg ha-1 ano-1). Os fluxos de C-CH4 resultaram em emissão de 1,67 kg ha-1 ano-1 na pastagem e em absorção nas demais áreas. Em ILP, os manejos aplicados à soqueira do algodoeiro, resultaram em diferenças nos fluxos de GEE. O manejo químico, sem perturbação do solo, reduziu a emissão de CO2, aumentou a emissão de N2O e não influenciou os fluxos de CH4. Utilizando as taxas de acúmulos de C e os fluxos de GEE obteve-se o seqüestro de C no solo. As taxas de seqüestro, expressas em C equivalente, evidenciaram perdas da ordem de 0,43 e 0,77 Mg ha-1 ano-1, respectivamente para a conversão de Cerrado para pastagem e sucessão de cultivos. Implantação de ILP em áreas sob sucessão de cultivos resultou em seqüestro de C pelo solo, independente do manejo aplicado. Manejo químico seqüestrou 1,05 Mg de C ha-1 ano-1. Manejo mecânico com o equipamento Cotton 1000 e grade aradora seqüestraram 0,58 e 0,71 Mg de C ha-1 ano-1, respectivamente. A implantação de sistemas ILP se mostrou uma excelente alternativa para acumular C no solo e mitigar as emissões de GEE para atmosfera. / Changes on land use and management influence the accumulation of carbon (C) in soil and the greenhouse gas (GHG) fluxes. In Brazil, especially in Amazonia and Cerrados biomes, the native vegetation has been historically converted in pastures and agriculture causing considerable amount of GHG emissions to the atmosphere. Recently, pastures and agricultural activities have been adopting more intensified and technically advanced land management systems, such as the integrated crop-livestock (ICL) system, which has the capacity to increase soil C accumulation and promote GHG mitigation. The objective of this study was to evaluate the alterations in soil C stock and GHG fluxes in areas under land use changes in the Amazonia and Cerrados biomes. The study focused on areas under native vegetation, pasture, crop succession and ICL under different edaphoclimatic conditions. The fertility management of soil under pasture affects the biomass production which, in turn, influences not only the soil C accumulation but also the C loss. This study showed that pasture cultivated in fertile soil presented an accumulation of 0.46 Mg of C ha-1 year-1. Under naturally low soil fertility, losses of 0.15 and 1.53 Mg of C ha-1 year -1 were observed in non-degraded and degraded pastures, respectively. Conversion of native vegetation and pasture to agriculture, even when cultivated under no-tillage, caused the reduction of C stock and showed losses from 0.69 to 1.44 Mg ha-1 year -1. The implementation of ICL systems in crop succession areas caused the increase of soil C stock with rates ranging from 0.82 to 2.58 Mg ha-1 year -1. By applying the Century model, the same tendencies in soil C accumulation and C loss were observed. However, the model underestimated the C stock in all areas under evaluation. In Montividiu, Goiás State, the evaluation of GHG fluxes from different land uses and management showed that pasture produced higher C-CO2 emissions (10829 kg ha-1 year -1) than crop succession (4987 kg ha-1 year -1) and ICL (6565 kg ha- 1 year -1). The N-N2O emission was higher from ICL (2.00 kg ha-1 year-1) and lower from native vegetation (0.35 kg ha-1 year-1). Regarding the C-CH4 emissions from pastures, the fluxes were in the order of 1.67 kg ha-1year-1 while the other areas showed sink. In ICL, the soil management applied to the cotton stalk resulted in GHG flux differences. Chemical management with no soil disturbance reduced the CO2 emissions, increased N2O emissions and showed no influence on CH4 fluxes. Carbon sequestration rates, expressed in C equivalent, showed losses in the order of 0.43 and 0.77 Mg ha-1 year-1, respectively, from the conversion of Cerrado to pasture and crop succession. The implementation of ICL in areas under crop succession resulted in C sequestration in soil, regardless the type of management applied. Chemical management produced C sequestration of 1.05 Mg ha-1 year -1. Mechanical management with Cotton 1000 equipment and full tillage produced the sequestration of 0.58 and 0.71 Mg of C ha-1 year-1, respectively. The implementation of ICL systems showed to be an excellent alternative for soil C accumulation and mitigation of GHG emission.