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.

Composição da solução de um solo alagado conforme a profundidade e o tempo de alagamento, utilizando novo método de coleta

Na coleta da solução de solos alagados, é importante evitar o contato do oxigênio com a solução para prevenir reações redox que podem modificar sua composição química. Neste trabalho, realizado em casa de vegetação, foram feitos estudos sobre o estado de oxirredução e sobre a composição química de um Planossolo, em diferentes profundidades e tempos de alagamento, visando propor um novo método para a coleta da solução de solos alagados. O estudo foi feito em vasos plásticos com 7 kg de material de solo proveniente da camada superficial (0-20 cm), num delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. O dispositivo de coleta da solução do solo consistiu de um tubo de polietileno com 70 cm de comprimento e 0,6 cm de diâmetro interno, com duas fileiras de orifícios de 1 mm de diâmetro, recoberto com tela de nylon de 400 mesh, construído na forma de espiral e acomodado nas profundidades de 2, 5 e 10 cm. A este dispositivo foi acoplado um sifão de vidro para a coleta da solução. Após a instalação do sistema coletor, o solo foi mantido alagado por 109 dias, tendo sido feitas coletas semanais da solução nas três profundidades. Foram analisados os valores de Eh e pH e os teores de Mn2+, Fe2+, Ca2+, Mg2+ e K+ na solução. As condições de oxirredução e os teores de cátions na solução nas diferentes profundidades, durante o período em que o solo se manteve alagado, permitiram concluir que o método utilizado pode ser indicado para coleta da solução de solos alagados, embora haja necessidade de estudos mais aprofundados sobre o assunto.

Indicadores de campo para solos hidromórficos na região de Viçosa (MG)

Indicadores locais são úteis para a identificação de ambientes. Na região de Viçosa, embora os solos encharcados ocorram sob vegetação de taboa (Thypha dominguensis), Gleissolos, de coloração típica acinzentada, são incomuns. A maioria dos solos com lençol freático alto é coberta pela taboa e as características gleizadas do solo são pouco pronunciadas, especialmente nos solos com mais altos teores de ferro. Não há clara conexão entre altura do lençol freático e deficiência de oxigênio. Como as relações entre altura do lençol freático, deficiência de oxigênio e cor do solo não são claras o bastante, hipotetizou-se que outros indicadores para as condições de redução poderiam ser encontrados nesses ambientes. Neste propósito, caracterizou-se o solo e trabalhou-se na sua relação com a vegetação. Estudaram-se os solos com várias intensidades de condições de drenagem em três áreas: Cajuri (Área 1), Viçosa (Área 2) e Coimbra (Área 3), todas pertencentes ao Planalto de Viçosa. Na avaliação das condições de redox dos solos (pH e pE a campo), utilizou-se um medidor digital adaptado a uma sonda de aço. Conquanto importante na identificação de indicadores de ambientes, a caracterização morfológica não se mostrou precisa o bastante para evidenciar o que os solos encharcados têm mais em comum: a deficiência de oxigênio por longos períodos. A cor, embora seja um bom e útil indicador para muitas das condições de drenagem do solo, não se mostrou também eficiente nessas áreas. De modo geral, os Gleissolos estudados apresentaram cromas maiores do que dois, o que supera o limite do critério para identificar horizonte glei no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, embora o teste indicador da presença de Fe2+ com alfa,alfa'-dipiridil tenha sido positivo. Por outro lado, a presença da taboa foi um bom indicador das condições de má drenagem. Nos locais dos povoamentos puros de taboa, os valores de pE foram mais baixos, embora estes tenham variado entre limites muito amplos. A presença do lençol freático acima de 60 cm foi um bom critério para avaliar o grau de gleização dos solos.

Reversibilidade do fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: I - alterações químicas e mineralógicas

Alterações no potencial redox (Eh) de solos, como ocorrem em solos hidromórficos, causam alterações significativas nas características químicas e mineralógicas dos solos e têm forte influência sobre o comportamento do P, alterando a relação entre suas formas lábil e não-lábil. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de condições de baixo Eh na dissolução/reversibilidade de formas não-lábeis de P e solubilização/comportamento dos oxihidróxidos de Fe e Al. Para isso, amostras de 11 solos foram incubadas com 300 mg kg-1 de P por 30 dias, com posterior exaustão do P-lábil por extrações sucessivas com resina de troca aniônica (RTA). Posteriormente, elas foram submetidas a um tratamento denominado redução microbiana com 0,1 mol L-1 de sacarose, por 60 dias, com trocas desta solução a cada 15 dias. Os resultados obtidos foram comparados com outros quando a mesma dose de P foi aplicada após essa redução microbiana, seguida por extrações sucessivas do P-lábil com RTA. Mediram-se, ainda, em ambas as condições, na solução de sacarose em equilíbrio com os solos, os valores de Eh e pH, teores de Fe, Al e P, ao final de cada período de 15 dias, por ocasião da troca da solução. As amostras originais - não tratadas - dos solos foram, também, submetidas à complexação/redução com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionito-bicarbonato de sódio (CDB). Foram feitas quatro extrações sucessivas com Ox e duas como CDB, determinando-se, após cada extração, em ambos os métodos, os valores de Eh, pH e os teores de Fe, Al e P. Posteriormente, as amostras residuais dos solos submetidos aos tratamentos com Ox e CDB receberam 300 mg kg-1 de P. A diminuição dos valores de Eh pela adição de sacarose ou pelas extrações com Ox e CDB não favoreceu a reversibilidade de formas não-lábeis de P. A adição de P aos solos aparentemente promoveu maior estabilidade para a goethita, restringindo sua interferência no valor de Eh do solo, como, também, estabilizou a gibbsita, que passou a não interferir no pH do solo. Os resultados permitem aventar a hipótese de que o P aplicado proporcionaria efeito restritivo ao comportamento de oxihidróxidos.

Reversibilidade de fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: II - extrações sucessivas do fósforo pela resina de troca aniônica

A formação de P não-lábil a partir de formas lábeis, adsorvidas aos oxihidróxidos de Fe e Al, é razão para o baixo efeito residual da fertilização fosfatada em solos tropicais. A reversibilidade do P não-lábil para formas lábeis nesses solos pode ser favorecida pela redução do Fe3+ e, ou, pela diminuição da atividade dos oxihidróxidos de Fe e Al. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a adsorção e dessorção de P, sua transformação em não-lábil e reversibilidade dessa forma em amostras de solos submetidas à redução microbiana ou química. Para isso, amostras de 11 solos foram homogeneizadas com 300 mg kg-1 de P na forma de NaH2PO4 em solução, incubadas por 30 dias e, então, submetidas a dez extrações sucessivas de P com resina de troca aniônica (RTA) (tratamento sem redução). Em seguida, outras amostras dos solos foram submetidas à ambiente redutor em solução de sacarose 0,1 mol L-1 com posterior aplicação da doses de P (300 mg kg-1) e as dez extrações sucessivas de P (tratamento redução microbiana). Depois, outras amostras foram reduzidas/complexadas com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionito-bicarbonato (CDB), e os solos/resíduos receberam a mesma dose de P dos experimentos anteriores. Foram então incubados por 30 dias e submetidos às extrações sucessivas com RTA (tratamento redução química). A capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) dos solos mostrou-se mais dependente da goethita (com 70,8 % de contribuição para seu valor) do que da gibbsita (com contribuição de 29,2 %). A correlação negativa entre os teores de P obtidos na segunda extração com a RTA, nos solos em condição natural, sem redução, e os teores de gibbsita sugere que este, e não a goethita, é o oxihidróxido responsável pela maior restrição à dessorção do P. Os valores de CMAP, estimados por meio do P remanescente (P-rem), mostraram, nas amostras submetidas ao tratamento com redução microbiana, pequena alteração para o grupo dos solos menos oxídicos, com menor CMAP. Todavia, nos solos mais oxídicos, com maior CMAP, o efeito prévio da sacarose foi o aumenta do P-rem (diminuição da CMAP) 10 vezes em relação aos solos para o tratamento sem redução. Entretanto, a redução gerada pela sacarose não alterou a dessorção do P anteriormente adsorvido. A expectativa de que ocorreria significativa reversibilidade de P não-lábil com a redução microbiana ou química dos solos não se concretizou, demonstrando a grande estabilidade dessas formas.

Comportamento de superfosfato simples contendo fosfato de ferro de baixa solubilidade em água em solos de várzea do Rio Grande do Sul

Algumas rochas utilizadas na produção de fertilizantes contêm impurezas de baixa solubilidade em água, destacando-se alguns fosfatos de Fe e Al, que poderiam ser aplicados em solos alagados, onde as reações de redução podem aumentar a solubilidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a liberação do P de fertilizantes contendo impurezas de fosfatos de Fe com baixa solubilidade em água em diferentes solos de várzea do Rio Grande do Sul (RS) sob condições de alagamento. Para realização do experimento foram utilizados seis solos de várzea (dois Gleisssolos, dois Planossolos e dois Chernossolos) de diferentes locais do Estado do Rio Grande do Sul, os quais foram acondicionados em vasos plásticos de 8 L. Cada solo recebeu duas fontes de P (superfosfato simples e superfosfato simples com resíduos de Fe) e uma testemunha sem adição de P, com três repetições. Nos tratamentos com P foram adicionados ao solo 100 mg kg-1 P no solo. Os solos foram alagados e mantidos, em delineamento inteiramente casualizado e três repetições, com uma lâmina de água de 5 cm de altura acima de sua superfície. A solução do solo foi coletada semanalmente, sendo medidos imediatamente o pH e o potencial redox (Eh); posteriormente, procedeu-se, em laboratório, à determinação dos teores de P e Fe. Os resultados mostram redução do Eh e aumento do pH e dos teores de Fe e P em solução para todos os solos. O teor de P na solução não diferiu quanto à fonte, mostrando que o superfosfato simples com impurezas de fosfato de Fe tem potencial de uso em solos de várzea do Rio Grande do Sul cultivados com arroz irrigado por alagamento, mesmo sem a solubilidade em água prevista na legislação brasileira.

Methane efflux in rice paddy field under different irrigation managements

Paddy rice fields may contribute to methane (CH4) emission from soil due to anaerobic conditions after flooding. Alternatives to continuous flooding irrigation in rice have been developed to mitigate CH4 efflux into the atmosphere. This study aims to investigate the effects of irrigation managements in the CH4 efflux during the rice growing season. An experiment was carried out at in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during 2007/08 and 2009/10 growing seasons. The treatments were continuous flooding and intermittent irrigation in 2007/08 and continuous flooding, intermittent irrigation and flush irrigation in 2009/10. Intermittent irrigation is effective in mitigating CH4 efflux from rice fields when climatic conditions enable water absence during cultivation, but its efficiency depends on the electrochemical soil conditions during the flooding cycles.

Manganese accumulation and its relation to "eucalyptus shoot blight in the Vale do Rio Doce"

Eucalyptus Shoot Blight in the Vale do Rio Doce (ESBVRD) is an anomaly that leads to reduced growth and, in more extreme cases, to death of eucalyptus plants. Initially diagnosed in plantations in the region of the Vale do Rio Doce, in the State of Minas Gerais, Brazil, this problem has also been found in plantations in other regions of the country and even in other countries. Although the symptoms of this anomaly are well-known, its causes are not yet understood. The aim of this study was to evaluate the cause-effect relationship between accumulation of manganese (Mn) in eucalyptus clones and ESBVRD. Characterization of the environment in areas of greater occurrence of this problem in regard to soil, climate and fluctuation of the water table was undertaken in eucalyptus plantations of the Celulose Nipo-brasileira S.A. (Cenibra) company in the region of the Vale do Rio Doce. Plant tissues were sampled in two situations. In the first situation, diagnosis occurred in the initial phase of the anomaly in clones with differentiated tolerance to the problem; in the second situation, diagnosis was made in a single clone, considered to be sensitive, in two time periods - in the phase with the strong presence of symptoms and in the recovery phase, in areas of occurrence and in areas of escape from the problem. The most ESBVRD-sensitive clone showed much higher (4.8 times higher) leaf Mn contents than more tolerant clones. In plants with the anomaly, Mn leaf contents were greater than 3,070 mg kg-1, much greater than the quantity found in those without the anomaly (734 mg kg-1). In the period in which the symptoms began to wane, there was a sharp decline in leaf Mn contents, from 2,194 to 847 mg kg-1. Manganese content in the above ground part and plant litter (44.4 g ha-1) in the area of occurrence of the anomaly was three times greater than that found in these same components (14.1 g ha-1) in the area of absence of the symptom. Based on the evidence found, such as the existence of environmental conditions favorable to high Mn availability to the plants in the areas of greatest incidence of ESBVRD, greater uptake of Mn in sensitive clones and in plants with symptoms, and a synchronism between the intensity of symptoms of ESBVRD and leaf Mn contents, it may be inferred that temporary excess of Mn in eucalyptus plants is closely related to ESBVRD.

ALTERAÇÕES ELETROQUÍMICAS E DINÂMICA DE NUTRIENTES NA SOLUÇÃO DO SOLO EM ARROZ IRRIGADO COM LIXIVIADO INDUSTRIAL TRATADO

A utilização de efluentes industriais tratados na irrigação do arroz por alagamento pode provocar alterações eletroquímicas e aumentar o teor de nutrientes na solução do solo. Para testar essa hipótese, este trabalho teve por objetivo avaliar a dinâmica dos atributos químicos e eletroquímicos da solução do solo sob cultivo de arroz irrigado com lixiviado industrial tratado, contendo 820 mg L-1 de Na. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, utilizando-se como unidades experimentais vasos preenchidos com 20 kg de solo, em delineamento experimental em blocos casualizados, com três repetições. Os tratamentos foram: controle (irrigação com água destilada) e quatro proporções do lixiviado (25, 50, 75 e 100 %). As coletas de solução do solo foram feitas semanalmente a partir do quarto dia após o início do alagamento (DAA) até 84 DAA. A solução do solo foi amostrada na profundidade de 10 cm e analisada para os principais nutrientes e o Na, bem como para a demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), relação de adsorção de sódio (RAS), condutividade elétrica (CE) e potencial redox (EH). A irrigação com o lixiviado aumentou os teores de K, Ca, Mg, S, P, N-NH+4, N-NO−3 e Na, assim como os valores de RAS e CE, para valores considerados prejudiciais para as plantas. Foi observada diminuição do potencial redox na solução do solo pela irrigação com lixiviado industrial tratado. Os teores de DBO5 e o N-NH+4 diminuíram com o tempo de alagamento. Em proporções menores que 25 %, o lixiviado industrial tratado pode aumentar os teores de nutrientes em solução sem causar interferência do Na para as plantas.

Influência da Matéria Orgânica no Diâmetro Médio de Minerais da Fração Argila de Solos Desenvolvidos de Basalto no Sul do Brasil

RESUMO A interação de compostos orgânicos com minerais de argila pode alterar o tamanho dos cristais. No entanto, em solos, esse efeito é ainda pouco claro por causa das limitações na separação de fases puras de minerais para realizar experimentos de dissolução. Neste estudo, a relação entre a matéria orgânica do solo (MOS) e diâmetro médio do cristal (DMC) de minerais de argila de horizontes superficiais e subsuperfíciais de solos de uma topossequência no sul do Brasil foi avaliada. Os teores de C e N foram determinados, e a natureza dos grupos funcionais da MOS foi avaliada por espectroscopia de FTIR. O DMC dos minerais foi avaliado por difração de raios X, em umas amostras desferrificadas e outras com óxidos de Fe concentrados. Os teores de C e N e as intensidades relativas dos espectros de FTIR foram considerados como variáveis preditoras; e o DMC de hematita, goethita, caulinita e gibbsita, como variáveis preditas. Os teores de C e N e os grupos carboxílicos e C-O-Alquil evidenciaram efeito significativo sobre a variação do DMC. A dimensão dos cristais de óxidos de Fe e de caulinita foi inversamente correlacionada com esses atributos da MOS. Em contraste, o DMC de gibbsita não foi influenciado pelos atributos dae MOS. A influência da MOS sobre o DMC dos óxidos de Fe foi atribuída às reações de complexação de superfície e de redox, que promovem um processo contínuo de dissolução-precipitação.

Estereosseletividade em reações eletródicas

This review discusses the present state of the art of the stereochemistry of electrochemical reactions. The extent of asymmetric induction is progressing, but in general diastereoselectivities and enantioselectivities remain behind those from chemical synthesis. In recent years, new methodological developments have been successful. Effects that play important roles in homogeneous chemistry have been used with success. Lack of expressive enantiomeric excess (ee) could be related to the absence of tightly organized structures during the reaction of interest. The highest ee might be expected for redox reactions where conformational preference in transition state plays the important role or for the ones performed while adsorbed on the electrode, and where the chiral element is also at the surface, either adsorbed or chemically bound to the surface and interacting directly with the substrate. Electroenzymatic synthesis has a promising future.

Potencialidades do dióxido de chumbo eletrodepositado como sensor potenciométrico

This paper proposes an experiment to be performed in both instrumental analysis and experimental physical-chemistry curricular disciplines in order to open options to develop challenging basic research activities. Thus the experimental procedures and the results obtained in the preparation of electrodeposited lead dioxide onto graphite and its evaluation as potentiometric sensor for H3O+ and Pb2+ ions, are presented. The data obtained in acid-base titrations were compared with those of the traditional combination glass electrode at the same conditions. Although a linear sub-Nernstian response to free hydrogen ions was observed for the electrodeposited PbO2 electrode, a good agreement was obtained between them. Working as lead(II) sensing electrode, the PbO2 showed a linear sub-Nernstian behavior at total Pb2+ concentrations ranging from 3,5 x 10-4 to 3,0 x 10-2 mol/L in nitrate media. For the redox couple PbO2/Pb(II) the operational slope converges to the theoretical one, as the acidity of the working solution increases.

Cinética e mecanismo da reação de auto-oxidação de S(IV) catalisada por íons metálicos de transição

The oxidation process of sulfur (IV) species (SO2, HSO3- e SO32-) by oxygen, catalysed by trace metal ion and complexes, can play an important role in atmospheric, analytical and bioinorganic chemistry. An overview of the most important reactions in these fields is presented. A fascinating redox cycling of the metal ions and complexes during such autoxidation process was revealed by the combination of kinetics and coordination chemistry studies.

Desenvolvimento e aplicação de células eletroquímicas em camada delgada

Theoretical and practical aspects concerning construction and use of a thin layer electrochemical cell are presented. Construction was realized by a simple technic and geometry was optimized in order to minimize the problems of electrical resistance. A well known redox system was studied ((Fe(III)(CN)6(3-)/Fe(II)(CN) 6(4-)) using two experimental methods, cyclic voltammetry and pulse chronopotentiometry. A numerical integration based-program was developed to calculate the voltammetric current in case of nernstian and non-nernstian behaviours and a diffusional model was used to treat the chronopotentiometric data. Thermodynamic (potential, concentration) and kinetic parameters (diffusion coefficient) were successfully determined for the redox system studied in this work.

Estudo eletroquímico do azul de metileno adsorvido sobre sílica gel quimicamente modificada com óxido de nióbio

Methylene blue (AM) was immobilised on surface of the silica gel modified with niobium oxide. This material was incorporated in a carbon paste electrode, which showed a redox couple in a potential of E= -113 mV vs SCE in KCl solution at pH 7.0. The formal potential, in 0.5 mol L-1 KCl at pH 7.0, shifted about 290 mV towards more positive values compared to those observed for AM solubilized in aqueous solution. The dependence on the formal potential with solution pH between 2 and 7 was much lower than those observed for AM solubilized in aqueous solution.