Métodos de análise de sulfetos em amostras de rochas e sedimentos

O presente trabalho foi realizado no período de agosto a dezembro de 1998, com o objetivo de comparar métodos de análise de sulfetos, visando obter uma técnica rápida, exata e reprodutível para avaliar o potencial de drenagem ácida em rochas e sedimentos. As amostras foram submetidas a digestões oxidativas com H2O2 e água régia. Nos extratos, foram determinados o S por gravimetria, por meio do Ba remanescente por espectrofotometria de absorção atômica (EAA), por turbidimetria e por colorimetria. Os teores de Fe e Pb foram determinados por EAA. Nos extratos de H2O2, determinou-se, também, a acidez por titulação com NaOH. A técnica mais indicada para avaliar o teor de sulfetos foi a digestão das amostras com água régia, seguida da determinação indireta do S, por meio do Ba remanescente por EAA. A digestão com H2O2 não foi eficiente para a oxidação total dos sulfetos presentes nas amostras, devendo subestimar o potencial de geração da drenagem ácida em amostras de rochas e sedimentos.

Fatores que governam a especiação do cobre em ambientes aquáticos urbanos: evidências da contribuição de sulfetos solúveis

Copper speciation and behavior in different rivers located in the city of Curitiba were evaluated in this work. Sampling locations were selected to cover different levels of urbanization regarding their anthropogenic occupation and land use. Results showed that in highly-developed areas, both organic matter and dissolved sulfides were able to control copper speciation. Dissolved sulfide species were the major complexing agent in areas where dissolved oxygen levels are low. Finally, it was demonstrated that in urban areas anthropogenic factors such as sewage inputs and occupation of the drainage basin are the key aspects controlling copper dynamics and speciation in river waters.

O papel dos sulfetos volatilizados por acidificação no controle do potencial de biodisponibilidade de metais em sedimentos contaminados de um estuário tropical, no sudeste do Brasil

Measurements of acid volatile sulfide (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) were combined in order to verify the ecological hazard of contaminated sediments from the Santos-Cubatão Estuarine System (SE Brazil), which is located in one of the most industrialized areas in the Latin America. Intertidal sediments from the Morrão River estuary were collected seasonally in short cores. The redox conditions, organic matter contents and grain-size were the main controlling factors on SEM distribution. However, clear relationships among these variables and AVS were not observed. The molar SEM/AVS ratios were frequently > 1 especially in the summer, suggesting major metal bioavailability hazard in this humid hot season.

Aplicação de planejamento fatorial a protocolo de extração e fixação de sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA) em amostras de sedimento

The AVS is defined operationally as acid volatile sulfide, which is a controlling phase on the partition of some metallic species in sediments. A Factorial design was evaluated by means of 16 experiments and using four variables: temperature, extraction time, N2 flow, and volume of the S2- collection solution. The factors that contributed to the efficiency of the process were the extraction time and the N2 flow. Trapping of S2- was efficient in AAB. The S2- was quantified using a potentiometric procedure. Recovery tests for S2- concentrations varying from 1×10-5 to 1×10-4 mol L-1 were in the range from 93 to 116%.

Estudo da oxidação dos sulfetos sintéticos molibdenita (MoS2) e covelita (CuS) por Acidithiobacillus ferrooxidans via respirometria celular

This paper analyses the oxidation of covellite and molybdenite by Acidithiobacillus ferrooxidans strain LR using respirometric experiments. The results showed that both sulfides were oxidized by A. ferrooxidans, however, the covellite oxidation was much higher than molybdenite. Regarding the kinetic oxidation, the findings revealed that just molybdenite oxidation followed the classical Michaelis-Menten kinetic. It is probably associated with the pathway which these sulfides react to chemistry-bacterial attack, what is influenced by its electronic structures. Besides, experiments conducted in the presence of Fe3+ did not indicate alterations in molybdenite oxidation. Thus, ferric ions seem not to be essential to the sulfide oxidations.

Avaliação da influência de sulfetos solúveis na complexação do cobre em águas superficiais empregando métodos voltamétricos

In this work a sulfide quantification protocol using voltammetric methods was developed to evaluate the effect of dissolved sulfides on copper complexation. On the basis of pH, sulfide release from the dissociation of specific metal sulfide complexes can be electrochemically measured and then removed (as H2S) by a N2 purge. Cathodic stripping square wave voltammetry (CSSWV) was conducted to quantify Cu sulfides complexes which dissociate at pH < 5.0 during the process of acid titration.

Sulfetos: por que nem todos são insolúveis?

The solubility of sulfides is discussed in this article based on the factors that can influence this property, such as predominant type of chemical bonds and structures formed in many compounds. For soluble sulfides, considerations are made on the thermodynamic parameters and the acid-base equilibrium, since the sulfide anion is extensively hydrolyzed in aqueous solutions. On the other hand, for the insoluble sulfides, the discussion concerned the influence of structural factors that will be determinant for the low solubility.

Sulfetos volatilizáveis por acidificação e metais extraídos simultaneamente na avaliação de sedimentos de água doce

This paper discusses the historical and methodological fundaments of the dynamics and quantification of acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) in aquatic sediments. It also discusses the SEM/AVS relationship, which involves several controversial aspects such as sulfide stability, sulfide-organic matter interaction, and the inability to predict the toxicity of organic compounds in the environment. This relationship is an important tool for the inference of metal bioavailability. The use of ecotoxicological tests with target organisms regulated by international standards is also a relevant aspect.

Controle da qualidade na determinação potenciométrica de sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA) utilizando adições de padrão

This paper presents a quality assurance and quality control protocol in order to ensure the reliability of analytical results for the determination of acid volatile sulfides in environmental samples by potentiometry. The monitoring of the ion selective sensor readings must be realized continually and particularly in this situation where the analyte is susceptible to transformation and volatilization. Potentiometry with the standard addition was presented as a rapid, accurate, precise, feasible as well as a low cost technique. Concentrations of the analyte in the range of 0.49 to 1.02 mg L-1 were tested with percentage recoveries varying from 89 to 113%.

Contribuição ao estudo do magmatismo Paleo e Mesoproterozóico do SW do Craton Amazônico através da aplicação de isótopos estáveis de O, H e S

Os isótopos estáveis de O, H e S foram utilizados para investigar a origem das rochas magmáticas nos Terrenos Jauru e Pontes e Lacerda do SW do Craton Amazônico, estado de Mato Grosso, Brasil. No Terreno Jauru as rochas granitóides do Greenstone belt Alto Jauru e da Suíte Cachoeirinha apresentam valores de δ18O entre +9,0‰ e +6,3‰ que indicam derivação a partir de magmas juvenis. Na Suíte Intrusiva Rio Branco valores de δ18O para rochas básicas estão entre +5,4‰ e +5,8‰ e para rochas félsicas entre +8,7‰ e +9,0‰; rochas intermediárias apresentam valores entre +7,3‰ e +8,3‰. Os valores mais baixos de δ18O, obtidos nas rochas básicas, são compatíveis com derivação mantélica, porém as rochas félsicas apresentam valores de δ18O compatíveis com origem crustais. Análises de isótopos estáveis de H (rocha total) forneceram valores de δD entre - 83‰ e -92‰, diferente das assinaturas de rochas metamórficas e de águas meteóricas. Resultados em sulfetos para isótopos estáveis de S em rochas básicas e intermediárias desta suíte apresentam valores de δ34S coerentes com uma fonte mantélica (entre + 0,7‰ e +3,8‰), enquanto os valores de δ34S (entre +5,2‰ e +6,1‰) obtidos nas rochas félsicas sugerem participação crustal na sua gênese. Na Suíte Santa Helena (Terreno Pontes e Lacerda) os resultados obtidos para δ18O se agrupam entre +4,4‰ e +8,9‰ indicando uma origem mantélica. O presente estudo confirma a importância da aplicação de isótopos estáveis para a compreensão de processos magmáticos e evolução crustal.

Efeitos das variações sazonais do clima tropical úmido sobre as águas e sedimentos de manguezais do estuário do rio Marapanim, costa nordeste do Estado do Pará

Para avaliar o impacto das variações climáticas, de curta duração, sobre os ecossistemas de manguezais amazônicos, foi estudada a costa nordeste do Pará entre as coordenadas: 00º 32' 30" S / 00º 52' 30" S e 47º 28' 45" W / 47º 45' 00" W. Foram amostrados os sedimentos, águas superficiais e intersticiais com medidas de salinidade, potencial hidrogeniônico (pH), potencial de oxi-redução (Eh) e determinações mineralógicas por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Na água foram determinados o conteúdo de sulfetos dissolvidos, sulfato e cloreto, além da alcalinidade, sílica, ortofosfato, sódio, potássio, cálcio e magnésio, em meses chuvosos e de estiagem, sob marés de sizígia e quadratura. As variações sazonais do cloreto nas águas intersticiais mostram concentrações mais elevadas na estiagem que no período chuvoso, enquanto em superfície são mais elevadas nas marés de quadratura (período chuvoso) e de sizígia (período de estiagem). Os sulfetos dissolvidos foram encontrados em quantidades detectáveis somente a partir da profundidade de 10 cm o que indica exposição dos sedimentos aos fluxos advectivos de oxigênio atmosférico. Os teores de ferro dissolvido aumentam entre 0-10 cm e o potencial hidrogeniônico (pH) tende à neutralidade. A saturação das águas intersticiais na estiagem é indicada pelos minerais evaporíticos: gipso e halita. As variações pluviométricas são responsáveis por graduais mudanças nos teores de nutrientes e nas propriedades físico-químicas (pH, Eh e salinidade) das águas superficiais e intersticiais, no controle do equilíbrio salino das águas costeiras, na salinização e dessalinização dos sedimentos e na distribuição da vegetação de mangue no estuário. A exposição prolongada dos sedimentos na estiagem e as características morfológicas contribuem decisivamente para a oxidação total ou parcial dos sedimentos em superfície, o que modifica a mineralogia e as características químicas e físico-químicas das águas intersticiais.

Propriedades químicas e manejo de solos tiomórficos da várzea do Rio Coruripe, estado de Alagoas

Com o objetivo de estudar as propriedades químicas de solos tiomórficos da várzea do rio Coruripe, no estado de Alagoas, foram selecionados seis perfis de Gleissolos e Organossolos, na área pertencente à Usina Coruripe, onde estão estabelecidos um sistema de drenagem e a cultura da cana-de-açúcar. Os solos foram caracterizados morfologicamente, e amostras de cada horizonte foram coletadas para determinações químicas no solo e no extrato da pasta saturada, utilizando amostras na umidade de campo e secas ao ar. Foi realizado um teste de calagem em casa de vegetação com amostras compostas, representativas da área de dois perfis selecionados, nas profundidades de 0-20 e 20-40 cm. Os resultados permitiram concluir que o maior desenvolvimento dos horizontes sulfúricos ocorreu nos solos com mais altos teores de matéria orgânica. O processo de secagem das amostras em laboratório promoveu a oxidação dos sulfetos e a formação de ácido sulfúrico, alterando as condições naturais dos solos no campo. A alta condutividade elétrica observada nos solos tiomórficos estudados não é indicativo de salinidade e está relacionada com a formação de ácido sulfúrico. As características químicas peculiares observadas neste estudo sugerem a realização de pesquisas sobre métodos apropriados de amostragem e análises, específicos a estes solos. Para correção do alumínio trocável dos horizontes superficiais dos solos estudados, foram necessárias doses de 11 a 25 t ha-1 de CaCO3. A manutenção do solo úmido, por meio do controle do lençol freático à profundidade em torno de 30 cm, é a forma mais eficiente e sustentável de controle da acidez dos solos tiomórficos, constituindo condição indispensável à utilização dos solos com cana-de-açúcar.

Efeito da compactação e CaCO3 na oxidação da pirita em estéril de mineração de carvão

A drenagem ácida, provocada pela oxidação de sulfetos, é um problema ambiental capaz de comprometer a qualidade dos solos e recursos hídricos. Tal impacto pode ocorrer em vários ambientes, estando relacionado principalmente com a mineração de carvão. O presente trabalho foi realizado para estudar a cinética de oxidação da pirita, em estéril de mineração do carvão de Candiota - RS, sob diferentes condições de acesso do O2 atmosférico e pH. O estudo buscou avaliar a possibilidade de ajustar a taxa de dissolução do carbonato à taxa de oxidação dos sulfetos, dificultando o contato do ar atmosférico com os sulfetos presentes no estéril. As unidades experimentais constaram de frascos de lixiviação que continham 100g do estéril e doses crescentes de CaCO3, tendo sido o material submetido a diferentes níveis de compactação. Os tratamentos foram dispostos em delineamento inteiramente casualizado, fatorial4x4 (quatro doses de CaCO3 e quatro níveis de compactação), com três repetições. Os frascos que continham o material foram, então, submetidos a lixiviações periódicas com 50mL de água destilada, a cada duas semanas, por um período de oito meses. Nas soluções lixiviadas, foram determinados o pH e os teores de S e Fe. Verificou-se que o uso de carbonato e a compactação interferiram na cinética de oxidação dos sulfetos presentes no estéril. O aumento da compactação favoreceu a dissolução do carbonato, aumentando o pH, ao mesmo tempo que retardou a oxidação dos sulfetos, com diminuição dos teores de sulfato e ferro nas águas de drenagem.

Cinza e carbonato de cálcio na mitigação de drenagem ácida em estéril de mineração de carvão

A drenagem ácida é um problema ambiental, não-exclusivo, mas comumente associado à mineração do carvão e decorrente da oxidação de sulfetos, como a pirita, presente nos estéreis e rejeitos da mineração. A cinza derivada da queima do carvão constitui um resíduo, de utilização ainda limitada, no Brasil, mas que apresenta potencial de neutralização da acidez. Desse modo, estudou-se a possibilidade de utilização de cinzas da combustão do carvão mineral em combinação com carbonato de cálcio (CaCO3) para correção da drenagem ácida decorrente da oxidação de pirita em estéril da mineração de carvão de Candiota (RS). Amostras de 50 g do material estéril que continha pirita foram tratadas com 16 combinações de cinza da combustão do carvão e CaCO3 e acondicionadas em frascos de lixiviação. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, fatorial 4 x 4 (quatro doses de CaCO3 e quatro doses de cinza), em três repetições. Os frascos foram submetidos a lixiviações periódicas com água destilada, a cada duas semanas, durante oito meses. Os lixiviados foram caracterizados quanto ao pH, acidez livre e concentrações de S, Si e Fe. Os resultados demonstraram que: o uso da cinza do carvão de Candiota não é viável, tanto por apresentar baixa capacidade de neutralização da acidez quanto por diminuir a eficiência do CaCO3. Após oito meses de intemperismo simulado, apenas 11 % dos sulfetos foram oxidados na ausência de carbonato e cinzas. O uso de carbonato e, em menor grau, de cinza, acelerou a taxa de oxidação dos sulfetos. A oxidação da pirita contida nas amostras ocorreu com maior velocidade nos dois primeiros meses de intemperismo simulado; desse modo, recomenda-se o uso de calcário logo após a exposição do estéril da mineração, visando minimizar a drenagem ácida. Pesquisas, de longo prazo, que visem à otimização das doses de CaCO3 e ao uso de outros corretivos na mitigação da drenagem ácida devem ser estimuladas.

Solos sob vegetação de restinga na Ilha do Cardoso (SP): I - Caracterização e classificação

A vegetação de restinga é uma formação típica que ocorre nas planícies costeiras arenosas da costa brasileira, principalmente sobre solos quartzosos e pobres em nutrientes. Neste trabalho, foram estudados solos sob vegetação de restinga na Ilha do Cardoso (SP), com o objetivo de fornecer subsídios para melhor entendimento de sua gênese e contribuir para o aprimoramento do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Para isso, realizou-se uma caracterização físico-química e morfológica detalhada desses solos. Os resultados mostraram solos hidromórficos, arenosos, muito ácidos, com teores variáveis de MO, sendo a podzolização o principal processo pedogenético presente. A presença de materiais sulfídricos também ocorre em conseqüência da influência de material subjacente diferenciado, não guardando relação com a podzolização. Os principais fatores que influenciaram a distribuição dos solos foram a idade de estabilização do material de origem e a microtopografia, que reflete a influência do lençol freático. Os Espodossolos estudados são holocênicos e a podzolização é diretamente influenciada pela hidromorfia, sendo este o fator decisivo na gênese do horizonte espódico. O SiBCS mostrou falhas na classificação da ordem Espodossolos a partir do segundo nível categórico (subordem), sobretudo no que diz respeito ao acúmulo de Fe no horizonte espódico. Como a presença de sulfetos pode afetar parte dos solos estudados, se drenados, gerando horizontes sulfúricos, sugere-se a inserção da denominação "tiônico" no quarto nível categórico desta ordem, além da adoção de um critério químico na distinção das subordens.