用于评估土壤化学暴露的低成本计算机渗透计原型

Sérgio Fred Ribeiro Andrade, Rafael Costa de Souza, Ramon Darwich de Menezes, Bruno Sena Andrade
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摘要

评估土壤中的化学暴露对环境影响研究的影响,对于表明可能影响自然资源质量的污染具有极其重要的意义。对于这些污染,可以考虑达西定律中定义的物理和水力参数,如饱和水力导电性、土壤水分和水力保留,考虑静水压力和重力势。一般来说,用渗透计来确定这些参数。获得渗透率计的成本高,其操作需要人工和天数。这项工作的目的是开发一种低成本的计算机渗透计,与人工设备相比,在更短的时间内得到结果,以确定上述达西定律的物理和水文参数。在Ilheus/BA的Itariri垃圾填埋场收集了8个土壤样品,并在实验室台架上用PVC柱进行了持续加载的人工渗透仪进行了测试。然后,将这些结果与为这项工作建造的计算机渗透计PComp进行了比较,PComp由土壤湿度电子传感器、Arduino平台和专门为此目的开发的软件组成。在这两种方法中,都应用了Klute和Dirksen(1986)的方法。将两种渗透仪的结果与Hydrus 1D软件的估计数据进行了比较。物理水参数的确定与所采用的程序的比较表明了进一步研究和开发PComp的可行性。考虑到初始程序,手工方法的结果接近73%,Pearson检验的统计显著性相关为0.746。该原型的开发成本约为市场上其他渗透器成本的10%。
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Protótipo de permeâmetro computadorizado de baixo custo para avaliação da exposição química em solos
A avaliacao da exposicao quimica no solo para estudos de impactos ambientais e de extrema importância para indicar contaminacoes que podem afetar a qualidade dos recursos naturais. Sobre essas contaminacoes, podem ser considerados os parâmetros fisico-hidricos definidos na Lei de Darcy, como a condutividade hidraulica saturada, a umidade do solo e a retencao hidrica, diante da pressao hidrostatica e do potencial gravitacional. Em geral, e empregado um permeâmetro para determinar esses parâmetros. O custo de obtencao de um permeâmetro e alto, e a sua operacao e manual e demanda dias. O objetivo deste trabalho e desenvolver um permeâmetro computadorizado de baixo custo e com resultados em menor tempo se comparado ao equipamento manual, para determinar no solo os parâmetros fisico-hidricos da Lei de Darcy mencionados. Foram coletadas oito amostras de solo no aterro sanitario de Itariri, em Ilheus/BA, e realizaram-se ensaios num permeâmetro de operacao manual com colunas de PVC para carga constante, em bancada de laboratorio. Depois, foi feita a comparacao desses resultados com os experimentos realizados por um permeâmetro computadorizado construido para este trabalho, intitulado PComp, formado por sensores eletronicos de umidade de solo, plataforma Arduino e software desenvolvido especificamente para esse fim. Em ambos, foi aplicada a metodologia de Klute e Dirksen (1986). Os resultados com os dois permeâmetros foram comparados com dados estimados via software Hydrus 1D. A determinacao dos parametros fisico-hidricos na comparacao dos procedimentos adotados mostrou viabilidade para a continuacao das pesquisas e para o desenvolvimento do PComp. Considerando os procedimentos iniciais, obteve-se aproximacao em 73% dos resultados para metodo manual e correlacao de significância estatistica em 0,746 pelo teste de Pearson. O custo com o desenvolvimento do prototipo equivaleu a aproximadamente 10% dos custos de outros permeâmetros disponiveis no mercado.
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