Coagulação/floculação de suspensões ricas em óxidos de ferro por sulfato de alumínio

The destabilization mechanism of suspensions of positively charged iron oxide particles by aluminum sulphate was investigated, aiming to evaluate the efficiency of the latter as a coagulant for natural surface waters from iron ore mining plants. Synthetic waters that simulate natural suspensions were used. The best coagulant dosage was found to be 100 mg/L at pH 4. The specific adsorption of hydrolysis products of aluminum salts on iron oxide particles and heterocoagulation processes involving differently charged substrates are proposed to explain the turbidity reduction of the suspensions.

Óxidos de ferro magnéticos de um tufito da região do Alto Paranaíba, MG

The Mössbauer analysis along with the structural Rietveld refinement based on powder X-ray data for the magnetic fraction (saturation magnetization, sigma = 19 J T-1 kg-1) separated from a tuffite material from Alto Paranaíba, state of Minas Gerais, Brazil, reveal that a (Ti, Mg)-rich maghemite (deduced sigma = 17 J T-1 kg-1) and, for the first time observed in this lithodomain, magnesioferrite (characteristic sigma = 21 J T-1 kg-1) respond for the magnetization of the rock material. Consistent models for the ionic distribution in these iron-rich spinel structures are proposed.

Óxidos de ferro e monazita de areias de praias do Espírito Santo

Sand samples collected from two sampling sites on Guarapari and Iriri beaches, state of Espírito Santo, Brazil, were studied in an attempt to better describe their chemical and mineralogical compositions and radioactive behaviors. The sands were found to contain about 6 (Guarapari) and 2 dag kg-1 (Iriri) of rare earth and thorium that, if allocated to the monazite-(Ce) structure, lead to the averaged formulae Ce3+0,494Gd3+0,012La3+0,209Nd3+0,177Pr3+0,040Sm3+0,024Th4+0,033 (PO4) and Ce3+0,474La3+0,227Nd3+0,190Pr3+0,044Sm3+0,032Th4+0,024 (PO4). From Mössbauer spectroscopy data, the magnetic fractions of these sands were found to contain stoichiometric hematite (47.4 dag kg-1, from Guarapari, and 25.1 dag kg-1, from Iriri) and magnetite (44.1 and 58.8 dag kg-1). The specific alpha and beta radiation activities were also measured for both samples.

Óxidos de ferro e suas aplicações em processos catalíticos: uma revisão

A review of most of the reported studies on the use of iron oxides as catalyst in specific processes, namely Haber-Bosch reaction, Fischer-Tropsch synthesis, Fenton oxidation and photolytic molecular splitting of water to produce gaseous hydrogen, was carried out. An essential overview is thus presented, intending to address the fundamental meaning, as well as the corresponding chemical mechanisms, and perspectives on new technological potentialities of natural and synthetic iron oxides, more specifically hematite (α-Fe2O3), goethite (α-FeOOH), magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ-Fe2O3), in heterogeneous catalysis.

APLICAÇÃO DE ÓXIDOS DE FERRO NANOESTRUTURADOS COMO ADSORVENTES E FOTOCATALISADORES NA REMOÇÃO DE POLUENTES DE ÁGUAS RESIDUAIS

New techniques for treating wastewater, particularly the removal or degradation of organic pollutants and heavy metals, among other pollutants, have been extensively studied. The use of nanostructured iron oxides as adsorbent and photocatalyst for the removal of these contaminants has proved a promising approach, not only because of their high treatment efficiency, but also for their cost-effectiveness, having the flexibility for in situ and ex situ applications. In this review, we briefly introduced the most used kinds of iron oxide nanoparticles, some synthesis techniques for iron oxide nanostructure formation, their potential benefits in environmental clean-up, and their recent advances and applications in wastewater treatment. These advances range from the direct applications of synthesized nanoparticles as adsorbents for removing toxic contaminants or as catalysts to oxidize and break down noxious contaminants (including bacteria and viruses) in wastewater, to integrating nanoparticles into conventional treatment technologies, such as composite photocatalytic filters (membranes, sand and ceramic) that combine separation technology with photocatalytic activity. Finally, the impact of nanoparticles on the environment and human health is briefly discussed.

Adsorção de fósforo e sua relação com formas de ferro em dez solos do Uruguai

Oxihidróxidos de ferro formam ligações químicas muito fortes com ânions fosfatos, diminuindo suas disponibilidades para as plantas. Este trabalho foi realizado em 1994 e 1995, com os objetivos de quantificar formas de ferro em solos do Uruguai e de relacioná-las com a adsorção de fósforo. Em amostras superficiais (0 a 15 cm) do horizonte A de dez solos, o ferro extraído com ditionito (Fe d) variou entre 1.598 e 8.592 mg kg-1 e esteve relacionado com o material de origem. As formas de ferro de baixa cristalinidade, extraídas com oxalato de amônio 0,2 mol L-1 pH 3 (Fe03), representaram de 45 a 78% do total extraído com o ditionito. A capacidade máxima de adsorção de fósforo (K2), calculada a partir do modelo de Langmuir, variou de 104 a 704 mg kg-1. Encontrou-se correlação significativa (r = 0,894, P < 0,01) entre as formas de óxidos de ferro de baixa cristalinidade (Fe03) e a adsorção de fósforo pelos solos. A porcentagem de fósforo adsorvida pelos solos após a adição de 600 mg de P kg-1 (P600) relacionou-se significativamente (r = 0,975, P < 0,01) com a capacidade máxima de adsorção de fósforo pelos solos. Também apresentou alta correlação (r = 0,894, P < 0,01) com as formas de ferro de baixa cristalinidade (Fe03), e pode ser utilizado como um índice para estimar a capacidade de adsorção de fósforo desses solos.

Caracterização de concreções ferro-manganosas de solos de calcário no norte do estado de Minas Gerais

As concreções ferro-manganosas, variáveis quanto ao diâmetro e formato, são comuns em solos desenvolvidos de calcário no norte de Minas Gerais. Normalmente, tendem a aumentar de tamanho com a profundidade nos Cambissolos e Vertissolos e a permanecer pequenas nos Latossolos, onde são mais lisas (menos corroídas) e mais arredondadas (lembrando chumbinho de caça). Com o objetivo de estudá-las, foram coletadas concreções (C) nos horizontes B de Latossolos Vermelhos; B e BC de Cambissolo e C de Vertissolo, agrupadas de acordo com o diâmetro médio (C1-Φ = 0,18 cm; C2-Φ = 0,53 cm; C3-Φ = 0,90 cm; C4-Φ = 1,75 cm), sendo C1 as concreções dos Latossolos e C2, C3 e C4 separações das concreções do Cambissolo e do Vertissolo. Tais concreções, após trituradas, foram caracterizadas química (extração de Fe e Mn com oxalato e DCB; ataque sulfúrico e ataque triácido) e mineralogicamente (difração de raios-X). Também foram coletadas amostras indeformadas dos solos que apresentavam concreções, as quais foram impregnadas para análise micromorfológica. A caracterização química das concreções revelou o ferro, a sílica e o manganês como os principais constituintes. Houve correlação significativa e negativa entre o diâmetro das concreções e o teor de ferro (r = -0,88), o que concorda com a literatura, bem como maior acúmulo de ferro nas concreções de menor diâmetro. Também houve correlação positiva entre o diâmetro e o teor de sílica (r = 0,96), fato explicado pelos teores de sílica encontrados nos solos e horizontes onde as concreções ocorrem. Para o manganês nenhuma correlação foi observada, o que contradiz dados de literatura, que revelam normalmente aumento do teor de manganês com o diâmetro. Observou-se, ainda, nas concreções, alguns elementos traços (Ba, Co, Ni, Pb). A quantificação de elementos traços demonstrou elevadas concentrações de manganês, com valores médios 40 vezes maiores que os encontrados nos solos, valores elevados de bário (em média 20 vezes maiores que nos solos) e que tendem a acompanhar o manganês (r = 0,99), o que também foi verificado para o Co (r = 0,99), Ni (r = 0,94), Pb (r = 0,99). A difração de raios-X revelou a presença de goethita como único óxido de ferro presente. Também foi detectada a presença de quartzo, caulinita, lithiophorita e traços de minerais 2:1 (possivelmente interestratificados ilita/esmectita). A micromorfologia revelou a presença de concreções (com organização interna concêntrica) e de nódulos ferro-manganosos. Observando do centro para a periferia, as camadas concêntricas das concreções variaram do preto ao amarelo-avermelhado, evidenciando a contribuição do manganês e a possível transformação dos óxidos de ferro, talvez de hematita para goethita. Alguns fragmentos de concreções presentes nos solos encontravam-se recapeados por novos aportes de ferro, indicando que o processo de difusão e concentração do ferro continuava ativo.

Oxidação de ferro em raízes de dois cultivares de arroz em solução de solo inundado

O arroz cultivado em regime de inundação pode apresentar sintomas de desordens nutricionais semelhantes àqueles descritos quando ocorre toxidez de ferro. Os sintomas não ocorrem com a mesma intensidade em todos os cultivares e têm sido mais freqüentes nos cultivares modernos. O objetivo do trabalho foi avaliar, em casa de vegetação, a capacidade das plantas em oxidar o Fe reduzido (Fe2+) sobre a superfície das raízes, comparando duas variedades de arroz com diferentes sensibilidades ao Fe2+ em solução (BR IRGA 409 e EPAGRI 108) e duas soluções com diferentes concentrações de Fe2+. O delineamento experimental foi completamente casualizado e consistiu de um fatorial 2² com mais um tratamento em branco, no qual as plantas foram mantidas somente em solução nutritiva. Para obter soluções com diferentes concentrações de Fe2+, foram utilizados dois solos (Gleissolo Lâmico e Planossolo Hidromórfico). As plantas foram cultivadas em solução nutritiva completa por 30 dias e, posteriormente, em soluções extraídas dos solos inundados por mais 24 horas. A capacidade oxidativa das plantas foi estimada a partir da quantidade de compostos de Fe acumulados na superfície das raízes. Os cultivares BR IRGA 409 e EPAGRI 108 apresentaram a mesma capacidade de oxidar o Fe2+ sobre a superfície das raízes, não sendo a capacidade de oxidação a variável diferenciadora dos dois cultivares quanto à maior ou menor sensibilidade à toxidez de Fe. A solução do Planossolo, por ser mais concentrada em Fe2+ (280 mg L-1), promoveu maior precipitação de óxidos sobre as raízes do que a solução do Gleyssolo, menos concentrada (118 mg L-1). A camada de óxidos precipitada sobre as raízes do cultivar EPAGRI 108, tolerante à toxidez de Fe, foi menos ativa em adsorver P do que do cultivar BR IRGA 409, considerado sensível.

Capacidade máxima de adsorção de fósforo relacionada a formas de ferro e alumínio em solos subtropicais

O P é um dos macronutrientes primários essenciais para a produção vegetal. Apesar de ser o menos absorvido pelas plantas, é o mais utilizado nas adubações nos solos das regiões tropicais e subtropicais úmidas. Isso ocorre porque o P tem grande interação com os óxidos de Fe e Al, abundantes nessas condições. O estudo dessas interações é importante para se conhecer melhor a relação entre os constituintes do solo e a adsorção de P. O objetivo deste trabalho foi avaliar como os componentes da fração argila antes e após a dissolução seletiva dos óxidos de Fe dos solos e alguns de seus atributos mineralógicos influenciam na capacidade máxima de adsorção de P (CMAP). Para isso, foram utilizadas 20 amostras da fração argila isolada do horizonte B de solos do Estado do Paraná, as quais foram caracterizadas em seus atributos químicos e mineralógicos. Nesses solos, a CMAP e a área superficial específica externa (ASE) foram determinadas na fração argila natural (CMAP, ASE) e desferrificada (CMAPd, ASEd). Os valores de CMAP não apresentaram tendência definida com a dissolução seletiva dos óxidos de Fe. Em 13 amostras, a CMAPd foi maior do que a CMAP. Na fração argila natural, os teores de Fe d variaram entre 25,89 e 108,79, e os de Al d, entre 6,69 e 30,09 g kg-1. As formas de Al livre (Al d) e de baixo grau de cristalinidade (Al o) apresentaram maiores coeficientes de correlação com a CMAP e com a CMAPd (r = 0,66 e 0,70, respectivamente). Entre os atributos químicos analisados, o P remanescente (Prem) pode ser utilizado na estimativa da CMAP.

Impacto do manejo da água na toxidez por ferro no arroz irrigado por alagamento

A toxidez por ferro é o distúrbio nutricional de maior ocorrência em arroz (Oryza sativa L.) cultivado em sistemas alagados, derivada da quantidade excessiva de íons ferrosos (Fe2+) gerados pela redução de óxidos de ferro em solos alagados. Em experimento conduzido em casa de vegetação, foram avaliados os efeitos de manejos da água de irrigação na dinâmica de redução de um Planossolo e na manifestação da toxidez por ferro em arroz. Os tratamentos dispostos em blocos completos ao acaso com quatro repetições constaram de cinco manejos da água: T1- início do alagamento no estádio V2-V3 do arroz; T2- início do alagamento no estádio V6-V7; T3- T1 e drenagem no estádio V10-V11; T4- T2 e drenagem no estádio V10-V11; e T5- T1 e drenagens nos estádios V7-V8 e V10-V11. O atraso do início do alagamento para o estádio V6-V7 do arroz manteve os valores do Eh da solução do solo mais elevados, promovendo menor disponibilidade de Fe2+ na solução do solo e deslocando a máxima liberação de Fe2+ na solução do solo para estádios fenológicos mais avançados do arroz. A realização de drenagens ao longo do ciclo vegetativo do arroz promoveu a reoxidação do solo, que ocasionou o aumento dos valores de Eh e redução da concentração de Fe2+ na solução do solo. O uso de drenagens durante o período vegetativo do arroz foi eficiente no controle da toxidez por excesso de ferro, em arroz cultivado em solo alagado.

Mineralogia e reserva de K de Cambissolos submetidos a diferentes manejos após derrubada e queima da floresta na Amazônia Meridional

As altas temperaturas ocorrentes durante a queima na floresta Amazônica podem induzir transformações mineralógicas da fração argila. Este trabalho objetivou avaliar as alterações mineralógicas nas frações areia, silte e argila e na reserva mineral de solos submetidos a diferentes manejos (11 anos de mata secundária, pastagem e café) após a derrubada e queima de floresta nativa situada na Amazônia Meridional, município de Cacoal (RO). Uma área de floresta nativa ombrófila densa, com mesma feição pedológica, foi dividida em quatro partes, sendo três áreas submetidas ao corte e à queima e posteriormente cultivadas. Em cada manejo, os perfis de solos foram descritos e amostras dos horizontes A, AB, B1, 2B2 e 2BC foram coletadas para as análises mineralógicas das frações argila, silte e areia (difratometria de raios X) e químicas da fração argila (extração de Fe com ditionito-citrato-bicarbonato - DCB e com oxalato de amônio - OA). Os teores de K não trocáveis foram determinados nas amostras de solo após extração com HNO3 1 mol L-1 fervente. Verificou-se o predomínio da caulinita na fração argila e alta reserva mineral de K nos solos, associada à ocorrência de mica nas frações argila, silte e areia. Os diferentes manejos não afetaram os teores de Fe2O3DCB e Fe2O3OA; por outro lado, o maior valor estimado para a relação entre os teores de goethita e hematita [Gt/(Gt+Hm)] na fração argila no horizonte A da floresta indica uma possível transformação parcial de Gt em Hm durante a queima da floresta para a implantação dos manejos mata secundária, pastagem e café.

Distribuição geoquímica e biodisponibilidade de metais traço em sedimentos no Rio Bento Gomes, Poconé - MT, Brasil

RESUMO O sedimento é um dos compartimentos mais importantes dos ecossistemas aquáticos, possui papel importante no transporte e acumulação de metais. Este estudo teve por objetivo determinar a concentração de metais nas frações geoquímicas de sedimentos do Rio Bento Gomes, Pantanal de Poconé (MT) por meio da extração seletiva e sequencial, a fim de avaliar a distribuição e mobilidade dos metais. Os sedimentos foram coletados nos períodos seco e chuvoso em oito pontos distintos, e os metais (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn e Ni) extraídos dos sedimentos por procedimentos de extração sequencial (baseada no protocolo proposto por BCR -Community Bureau of Reference) e de extração seletiva (baseada no protocolo 3050B da Environmental Protection Agency of the United States), utilizando-se materiais de referência certificados para validação do método analítico. Todos os metais apresentaram teores abaixo do limite previsto na Resolução CONAMA nº 454/2012 no período seco, com exceção do Ni no período chuvoso (maior que 18 mg kg-1). Os estudos de fracionamento indicaram que os metais foram encontrados nas frações mobilizáveis do sedimento, especialmente associados aos óxidos de ferro. Os metais mais móveis e, consequentemente, mais biodisponíveis, foram o manganês, zinco e níquel, principalmente na época chuvosa. Maiores teores de cobre foram encontrados nas frações residuais do sedimento, indicando baixa mobilidade no meio aquático. A sequência de mobilidade dos metais estudados foi Mn > Zn > Ni > Cr > Cu > Fe.

Ocorrência de montmorilonita em alguns solos desenvolvidos do arenito de Botucatu

Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a ocorrência de montmorilonita em solos desenvolvidos do arenito de Botucatu no município de Piracicaba. Tais solos são os seguintes: Regossol (série Ribeirão Claro), Podzólico Vermelho Amarelo-variação Laras (série Ibitiruna) e Regossol "intergrade". para Podzólico Vermelho Amarelo. Foram selecionados cinco perfis, sendo dois pertencentes ao Regossol (perfis P1, e Ρ2), dois ao Podzólico (perfis P3 e P4) e um ao Regossol "intergrade" (perfil Ρ5). As amostras dos cinco perfis, em número de 33, foram tratadas convenientemente para se processar a eliminação de sais solúveis e agentes cimentantes (matéria orgânica, óxidos de ferro livres, etc), e assim facilitar o estudo da fração argila. Nesta fração foram feitas as determinações químicas (% de K2O, silica, alumina e C.T.C.) e mineralógicas (raios X e análise térmica diferencial). Também determinações granulométricas e químicas foram realizadas em todas as amostras. Os perfis Ρ1 e P2, que não apresentaram rocha consolidada, tiveram a caolinita como mineral dominante (acima de 50%). Os perfis Ρ3, Ρ4 e Ρ5, que apresentaram como material de origem a rocha arenítica consolidada, tiveram a montmorilonita como mineral dominante, apresentando todavia, diferenças quanto ao teor desse mineral. Assim, o Podzólico Vermelho Amarelo-variação Laras, que possui o arenito de Botucatu de estratificação plano-paralela como material originário, teve um teor médio de montmorilonita de 35%, enquanto que o Regossol "intergrade" para Podzólico Vermelho Amarelo, com o mesmo arenito, mas de estratificação cruzada como material originário apresentou um teor médio de montmorilonita de 57%. A presença da montmorilonita nestes dois solos se deve a uma herança do material originário e não à formação local, por intemperização. Neste caso, o material originário deve ter tido, em outras épocas, condições favoráveis para a formação deste mineral, ou seja, clima semi-árido, riqueza de Ca, Mg, Na, baixa relação Si/Al e baixo teor de H. Pelos resultados obtidos, os perfis Ρ1 e P2), parecem não pertencer ao arenito de Botucatu. Infelizmente, devido à falta de dados mineralógicos da rocha do arenito de Botucatu de outras regiões do Estado, não foi possível verificar se a ocorrência da montmorilonita é ou não comum neste arenito. Outras pesquisas devem ser executadas visando este objetivo.

Mineralogia de alguns solos da Bacia Sedimentar do Recôncavo Baiano

Foram estudados dez perfis de solos representativos da Bacia Sedimentar do Recôncavo Baiano com o principal objetivo de examinar a mineralogia da fração argila e suas implicações genéticas. Para tanto foram coletados dois perfis de Podzólico Vermelho Amarelo e oito de Grumossois. Amostras de argila de cada horizonte foram obtidas através de fracionamento de rotina. Tais amostras sofreram pré-tratamento para a eliminação de sais solúveis, matéria orgânica e óxidos de ferro livres. Em seguida foram analisadas qualitativa e quantitativamente. A caulinita foi o mineral dominante no Podzólico Vermelho Amarelo com teores médios de 55%. Entre os minerais de grade 2:1 a mica foi dominante com teores médios de 15%. Ficou evidente a transformação mica-caulinita. Nos Grumossois a porcentagem dos minerais de grade 2:1 (mica vermiculita e montmorilonita) está em torno de 70 a 80%. Dentre estes a montmorilonita é o mineral dominante. Ficou evidente a transformação montmorilonita caulinita para tais perfis. Mesmo entre os perfis de Grumossois houve diferença de intemperismo. Tais solos foram grupados em: perfis BS5 e BS8 sendo perismo. Tais solos com baixo teor de caulinita (teor médio 5%); perfis BS9 e BS10 com teor relativamente elevado de caulinita (teor médio 30%) e os demais perfis com teores intermediários de caulinita.

Fatores envolvidos na supressividade a Rhizoctonia solani em alguns solos tropicais brasileiros

O experimento foi realizado em condições de casa de vegetação, na Universidade Federal de Uberlândia, no período de março a agosto de 1995, visando determinar, em sete classes de solo, a supressividade ao fungo Rhizoctonia solani e estudar o possível relacionamento dessa característica com a mineralogia, propriedades físicas e químicas e populações de fungos do solo. Após proceder à inoculação dos solos com R. solani, multiplicada em grãos de sorgo autoclavados, observou-se que o índice de doença em plântulas de soja aumentou em todos eles. Tal índice foi sempre maior na camada de 0-20 cm, associando-se com o maior teor de matéria orgânica, com exceção do Solo Orgânico eutrófico (SOe), o qual apresentou um índice de doença similar nas duas profundidades (0-20 e 20-40 cm). O efeito supressivo a R. solani, observado no material do Plintossolo distrófico (PTd) e no Latossolo Vermelho-Escuro álico (LEa), relacionou-se com a textura muito argilosa, com a alta saturação por alumínio e com a vegetação (fase cerrado), mesmo com a ausência de Trichoderma spp. Os materiais do Solo Orgânico eutrófico (SOe), do Latossolo Roxo distrófico (LRd) e da Terra Roxa Estruturada eutrófica (TRe) apresentaram maior conducividade a R. solani , possivelmente relacionada com o caráter eutrófico e com o teor da matéria orgânica, decorrente do tipo de cobertura vegetal (fase vegetação). O material do Latossolo Vermelho-Escuro álico textura média (LEam) e o do Latossolo Vermelho-Amarelo álico (LVa) mostraram comportamento intermediário. O índice de doença correlacionou-se negativamente com a saturação por alumínio e teor de argila e positivamente com a saturação de bases (V) e com o pH. A mineralogia parece não ter influência direta na supressividade ou conducividade dos solos estudados, provavelmente por variar apenas no que se refere às formas de óxidos de ferro.