Mineralogia de partículas envolvidas na formação de gradiente textural em um argissolo subtropical

A presença de gradiente textural é comum e marcante em Argissolos. O objetivo do trabalho foi estudar a mineralogia das partículas envolvidas no processo de formação de gradiente textural em um solo subtropical do Rio Grande do Sul. Amostras de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico abrúptico, material parental sedimentar, foram coletadas em duas trincheiras localizadas em distintas posições no relevo da área do departamento de solos da Universidade Federal de Santa Maria. No perfil 1, sob campo nativo e posicionado na meia encosta de uma colina com 9 % declividade, amostras foram coletadas nos horizontes A1, A2, AB e Bt. No perfil 2, sob vegetação espontânea e localizado no topo plano da colina, amostras foram coletadas nos horizontes A1, A2, E e Bt. Atributos químicos foram avaliados sobre a fração de solo menor que 2 mm. Amostras de argila dispersa em NaOH, após serem extraídas, foram submetidas à difração laser, discriminando a distribuição do tamanho de partícula envolvida no processo. A fração menor que 0,2 μm foi extraída, saturada com Ca2+ e submetida à difração de raios X sob os seguintes tratamentos: normal, à temperatura ambiente (N); depois de saturada com etilenoglicol (EG), depois de aquecida a 300 e 550 ºC. Os difratogramas de raios X (N) foram submetidos à modelagem matemática com DecompRX. Ambos os perfis apresentaram gradiente textural. Os teores de argila no horizonte Bt foram 2,9 e 4,4 vezes maiores no perfil 1 e 2 que nos seus respectivos horizontes mais arenosos. Os diagramas de difração laser mostraram enriquecimento no horizonte Bt em partículas de tamanho modal de 0,09 e 0,2 μm. A mineralogia dessa fração apresentou incremento nos horizontes Bt de interestratificados caulinita-esmectita (C-E) em detrimento das fases vermiculita hidróxi-Al entrecamada (VHE) e ilita-esmectita (I-E). Dessa forma, infere-se que o gradiente textural observado no solo está associado ao processo de migração de C-E com partículas de tamanho modal de 0,09 e 0,2 μm. Entretanto, o perfil 2 apresenta indícios de descontinuidade litológica, indicando que o processo de migração de partículas não é o único responsável pela formação de gradiente textural.

Teores de metais pesados e caracterização mineralógica de solos do Cemitério Municipal de Santa Cândida, Curitiba (PR)

As partes metálicas dos caixões, como alças e adereços, são consideradas as principais fontes de contaminação dos solos de cemitério por metais pesados. Outras fontes de poluentes são os produtos usados no embalsamento de corpos, conservantes da madeira de caixões e líquidos humurosos liberados na decomposição. Os objetivos deste trabalho foram estudar a mineralogia da fração de argila e os teores de metais pesados de solos do Cemitério Municipal de Santa Cândida, Curitiba (PR), e estimar o risco de contaminação ambiental por esses poluentes. Foram selecionados sete locais, de onde se coletaram amostras em três profundidades (0-20, 20-80 e 80-120 cm), representando dois materiais de origem (granito/gnaisse e argilito) e dois tipos de sepultura (de indigentes e por jazigos). A fração de argila foi estudada por difratometria de raios X e análises térmicas. Determinaram-se os teores de Fe e Al nos extratos das amostras com oxalato de amônio ácido (óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade) e com ditionito-citrato-bicarbonato (óxidos de Fe cristalinos) por espectrometria de absorção atômica (EAA). Os teores totais e trocáveis de Cr, Cu, Pb, Ni e Zn foram determinados por EAA, após digestão das amostras com HF concentrado e solução de BaCl2 1 mol L-1, respectivamente. A ocorrência de vermiculita hidroxi-Al entrecamadas e esmectita, além do predomínio de caulinita na fração de argila, determinou os altos valores de capacidade de troca catiônica (CTC) dos solos. Na área de jazigos, as amostras de solos apresentaram os maiores teores de metais pesados, com valores máximos de Cr e Pb, na ordem de 516,3 e 260,2 mg kg-1, respectivamente. A menor contaminação na área de indigentes pode ser atribuída à maior simplicidade dos sepultamentos, com menor quantidade de fontes potenciais de metais pesados, como conservantes da madeira e as partes metálicas dos caixões. As características químicas e mineralógicas do solo, em parte determinadas pelo material de origem, não apresentaram relação de causa e efeito com metais pesados nas áreas estudadas.

Suprimento de potássio e mineralogia de solos de várzea sob cultivos sucessivos de arroz irrigado

A baixa capacidade de estimar a disponibilidade de K para o arroz irrigado, dos diferentes métodos, decorre da alta difusão desse nutriente em solos alagados e do suprimento de formas não trocáveis à planta pelo solo. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a capacidade de suprimento de formas trocáveis e não trocáveis de K por solos de várzea, com diferentes características mineralógicas, em cultivos sucessivos de arroz irrigado. O trabalho foi realizado em vasos (12 dm³), em casa de vegetação, utilizando três tipos de solo (Planossolo Háplico, Gleissolo Háplico e Neossolo Litólico) representativos de diferentes regiões do Rio Grande do Sul, caracterizados quanto à textura e à mineralogia, onde ocorre baixa resposta à adubação potássica. Esses solos foram submetidos à adição ou não de K e a três cultivos sucessivos de arroz irrigado. As plantas foram cultivadas até o florescimento, com determinação do teor de K no tecido vegetal e do teor desse nutriente trocável no solo (Mehlich-1) antes e após os cultivos. Os solos se diferenciaram na capacidade de suprir o arroz irrigado com K, havendo uma contribuição importante de formas não trocáveis. A capacidade de suprimento em curto prazo (primeiro cultivo) foi condicionada pelo teor de K trocável do solo e com o passar do tempo (segundo e terceiro cultivos), predominantemente pela saturação de K na capacidade de troca de cátions (K/CTCpH 7,0) e pelo suprimento de formas não trocáveis, especialmente de feldspatos potássicos, esmectita e esmectita com hidróxi-Al entrecamadas, em quantidades distintas nas frações analisadas.

Métodos de concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila visando sua identificação por difratometria de raios x

Além dos baixos teores normalmente encontrados na fração argila dos solos sob clima tropical e subtropical, o tamanho reduzido e a baixa cristalinidade dos minerais 2:1 secundários dificultam sua identificação por difratometria de raios X (DRX). Este estudo objetivou avaliar métodos químicos e físico de concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila para facilitar a identificação por DRX, incluindo a natureza dos minerais quanto ao local de formação de cargas permanentes (lâmina tetraedral ou octaedral). Coletaram-se amostras de dois Cambissolos originados de argilito da Formação Guabirotuba na Bacia Sedimentar de Curitiba (PR): horizontes A, Bi, C1 (1,2 a 1,5 m), C2 (2,2 a 2,5 m), C3 (3,2 a 3,5 m) e C4 (4,2 a 4,5 m). Após remoção da matéria orgânica e dispersão da terra fina seca ao ar, a fração argila foi submetida a tratamentos sequenciais com ditionito-citratobicarbonato (DCB) (amostra desferrificada - remoção de óxidos de Fe pedogenéticos) e com soluções de NaOH a quente, em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 4,0; 4,5 e 5,0 mol L-1), para extração de gibbsita e caulinita, em diferentes graus. A fração argila desferrificada também foi submetida à separação física (centrifugação) em argila grossa (0,2 a 2 m) e fina (< 0,2 m). Foram realizados tratamentos auxiliares para identificar as espécies minerais 2:1 na fração argila: saturação com Mg e solvatação com etilenoglicol; saturação com K e secagem ao ar e aquecimento a 550 ºC; e saturação com Li (teste de Greene-Kelly). Os resultados mostraram que o método clássico de extração da caulinita, com solução de NaOH 5,0 mol L-1 a quente, não deve ser aplicado para concentração de minerais 2:1 secundários, pois também removeu grande parte desses minerais. O tratamento com DCB e com solução de NaOH 3,5 mol L-1 possibilitou, com maior eficiência, a concentração e identificação de minerais 2:1 secundários por DRX nas amostras dos horizontes A, Bi e C1. Nas amostras tomadas em maiores profundidades (horizontes C2, C3 e C4), devido aos maiores teores desses minerais e ao menor tamanho dos cristais (argila fina), a solução menos concentrada de NaOH (1,5 mol L-1) foi mais eficiente para esse propósito. No horizonte A, os minerais 2:1 concentraram-se na fração argila grossa, compatível com o maior grau de intemperismo desse horizonte. Identificou-se esmectita com hidroxi-Al entrecamadas nos horizontes mais superficiais (A e Bi) e esmectita nas amostras do horizonte C. A saturação com Li permitiu a identificação das esmectitas dioctaedrais montmorilonita e beidelita/nontronita. As adaptações ao métodopadrão (NaOH 5 mol L-1) favoreceram a concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila dos solos; a concentração da solução de NaOH deve ser maior para horizontes com menor teor do mineral.

Relação entre o alumínio extraível com KCl e oxalato de amônio e a mineralogia da fração argila, em solos ácidos brasileiros

Em solos ácidos de ambiente mais tropical com esmectitas, assim como em solos altamente tamponados de ambiente subtropical, contendo esmectita com hidroxi-Al entrecamadas (EHE) e, ou, vermiculita com hidroxi-Al entrecamadas (VHE), os teores de Al-KCl podem ser excepcionalmente altos; entretanto, em alguns casos não se manifestam efeitos fitotóxicos do elemento nas culturas. O Al "trocável" é tradicionalmente quantificado no extrato da solução de KCl 1 mol L-1 (Al-KCl), mas nem sempre esse elemento provém unicamente de formas trocáveis. Este trabalho objetivou investigar relações entre o Al extraído com solução de KCl e de oxalato de amônio com a mineralogia da fração argila. A quantificação do Al nos extratos de KCl e oxalato de amônio foi feita, respectivamente, por titulação com NaOH 0,02 mol L-1 padronizado e por espectrofotometria de absorção atômica. Foram utilizadas amostras de dois horizontes (A e B) de 12 perfis de solo de cinco estados brasileiros (AC, PE, BA, RS e SC), com diferentes características mineralógicas, todos com teores de Al-KCl superior a 4 cmol c kg-1 no horizonte B. Dois perfis de SC (Rancho Queimado e Curitibanos), com níveis mais baixos de Al-KCl, foram incluídos para comparação. Os altos teores de Al-KCl evidenciaram-se relacionados com a mineralogia dos solos estudados. Nos solos ácidos com mais esmectitas, drenagem moderada ou imperfeita e oscilação do lençol freático houve evidências morfológicas, confirmadas pelas análises mineralógicas, de que no clima atual ocorre um processo de destruição de argilas, liberando Al que precipita como compostos amorfos. A alta concentração salina da solução de KCl dissolve parcialmente tais compostos, superestimando as formas trocáveis desse elemento, principalmente nos horizontes subsuperficiais. Nos solos ácidos do ambiente subtropical, os teores de Al-KCl também foram altos, embora com valores mais baixos do que nos com predomínio de esmectitas. Parte do Al-KCl nesses solos parece provir da dissolução de compostos orgânicos e de Al presente em entrecamadas de argilominerais 2:1. Os resultados demonstraram que o KCl 1 mol L-1 não foi adequado para estimar o Al "trocável" na maioria dos solos estudados.

RESERVA MINERAL DE K POR DIFERENTES MÉTODOS EM ARGISSOLOS SUBTROPICAIS

A integração de métodos químicos de extração e a difração de raios-X podem ampliar o entendimento das formas de reserva de K+ nas frações do solo e o seu potencial de liberação para as plantas. Os objetivos deste estudo foram empregar os métodos de extração química para estimar a reserva mineral de K+ das frações areia, silte e argila de solos subtropicais, associar os mecanismos de extração com as formas liberadas do nutriente e acompanhar a dinâmica dessa liberação em estudo de cinética. As frações areia, silte e argila dos horizontes A e Bt de três Argissolos subtropicais foram submetidas à extração de formas não trocáveis e estruturais de K+pelos métodos: ácido oxálico 0,01 mol L-1 (cinética de liberação até o tempo acumulado de 2.889 h); HNO3 1 mol L-1 fervente; NaHSO4 na forma de cristais; e HNO3/HF/H2SO4 concentrados (teores totais). A fração argila também foi submetida a tratamento com NaOH 5 mol L-1. As esmectitas dioctaedrais na fração argila foram consideradas importantes na dinâmica de liberação de formas de reserva de K+. A maior e menor liberação de formas não trocáveis e estruturais de K+ foram pela extração com NaHSO4 e pelo ataque ácido com HNO3, respectivamente. Com os dados da cinética de liberação de K+ é possível concluir que as plantas cultivadas, nos Argissolos estudados, no longo dos anos nos solos estariam bem nutridas a partir de formas não trocáveis e estruturais de K+.

Influência da temperatura de formação do íon de Keggin no processo de pilarização de esmectitas

As amostras de esmectita do estado do Pará, Amazônia, Brasil foram caracterizados utilizando XRD, FTIR e análise textural por curvas isotérmicas adsorpition-desorption nitrogênio. Na produção das argilas pilarizadas foi usado o íon Al13 (o íon de keggin), este íon foi obtido pela reação das soluções AlC(l3)6H2O / NaOH, com razão molar OH/Al=2, com intercalação em temperatura ambiente, durante as 3 horas e calcinada em 450ºC (temperatura adequada da calcinação). O material foi preparado utilizando soluções produzidas na faixa de temperatura de 25, 45, 65, 85, 105ºC, o Resultado mostrou que o processo de pilarização aumenta o espaçamento basal da argila natural de 14,02 para 19,74 Å e a área superficial de 44,30 para 198,03m²/g. a estabilidade térmica da argila natural foi melhorada pelo procedimento de pilarização.

Aplicação de Al-PILC na adsorção de Cu2+, Ni2+e Co2+ utilizando modelos físico-químicos de adsorção

Amostra de esmectita pertencente a Serra de Maicuru (Estado do Pará, Norte do Brasil, região amazônica) foi pilarizada com Al13, A Argila pilarizada com alumínio (Al-PILC) foi caracterizada por DRX, MEV e EDS. Para a análise textural foram utilizadas isotermas de adsorção-desorção utilizando o nitrogênio. Este artigo é dirigido ao estudo da adsorção de metais pesados. A adsorção dos íons de Cu2+, Ni2+e Co2+ foi realizadas com a matriz Al-PILC em temperatura ambiente com soluções aquosas contendo os íons metálicos. Os modelos de adsorção adotados foram os de Langmuir, Freundlich e Temkin que foram aplicados aos valores obtidos experimentalmente com regressão linear. A equação de Langmuir foi o melhor modelo de linearização com r = 0,999. A equação de Freundlich apresentou limitações em altas concentrações, mas foram obtidos valores (Kf e n) bastante aceitáveis utilizando este modelo. Os parâmetros foram utilizados para calcular a quantidade de Nf em função de Cs.

Influência de argilas pilarizadas na decomposição catalítica do óleo de andiroba

Amostras de esmectitas oriundas do estado do Pará, região amazônica, Brasil, foram usadas em processo de pilarização no presente estudo. As matrizes pilarizadas e natural foram caracterizadas usando DRX e analise textural usando isotermas de adsorção-desorção de nitrogênio. Os íons de intercalação (Al13, Ti, Zr) foram obtidos através de reações químicas com soluções de AlCl(3)6H2O/ NaOH, etoxido de titânio/HCl, acetato de zircônio / HCl. Os resultados obtidos com o processo de pilarização apresentaram aumento do espaçamento basal de 15,6 para 20, 64 Å e área superficial de 44 para 358 m²/g (Zr-PILC). A estabilidade térmica da argila natural foi melhorada com o processo de pilarização. O material resultante foi submetido a um processo catalítico de decomposição do óleo de andiroba em um reator de leito fixo a 673 ± 1 K. A atividade catalítica foi determinada pelo produto de decomposição resultante da reação química. Os parâmetros físico-químicos foram obtidos usando DRX, FTIR e análise textural. As argilas pilarizadas apresentaram alta acidez de Brønsted, com alta concentração de hidrocarbonetos aromáticos e baixa concentração de hidrocarbonetos alifáticos.