Incorporación electroquímica de CO2 a moléculas orgánicas

En el presente trabajo, se estudia en primer lugar el comportamiento electroquímico del CO2 mediante voltametría cíclica y electrólisis en disoluciones de dimetilformamida que contienen una concentración 0.1M de tetrabutilamonio tetrafluoroborato, utilizando Ag como electrodo de trabajo. El mecanismo de reducción electroquímico del CO2 incluye una primera transferencia monoelectrónica irreversible moderadamente rápida, seguida de una reacción química acoplada de segundo orden para dar principalmente carbonato y CO. La segunda parte del estudio consiste en investigar diferentes estrategias para incorporar CO2 a compuestos aromáticos substituidos con grupos electroatrayentes (nitro y ciano), con la finalidad de trabajar en condiciones suaves y aumentar los rendimientos de carboxilación. La incorporación de CO2 a este tipo de derivados permite la obtención de compuestos de alto valor añadido. Finalmente, se concluye que el factor determinante para la formación de productos carboxílicos es la carga eléctrica pasada y que la naturaleza del electrodo puede afectar tanto al tipo de productos obtenidos como a su distribución.

Gênese dos Latossolos Húmicos e sua relação com a evolução da paisagem numa área cratônica do Sul de Minas Gerais

Em uma área de 5.750 ha, situada no segmento central do Sul de Minas Gerais, realizou-se um estudo sobre a gênese dos Latossolos Húmicos (LH) e suas relações com a evolução da paisagem. Foram escolhidos dois sistemas morfopedológicos (SMI e SMII), representativos da geologia e da geomorfologia regional. Estudos analíticos (químicos, físicos e datação por 14C), morfológicos, micromorfológicos e geomorfológicos foram realizados nesses sistemas. Apresenta-se a hipótese de o horizonte húmico ser muito antigo, com uma melanização contínua e progressiva em profundidade, provocada principalmente pela alteração do carvão vegetal, mais abundante nestes solos do que em outros Latossolos que ocorrem na paisagem, e pelos organismos do solo. A decomposição do carvão no solo promove o aparecimento de material plásmico Bruno a Bruno Avermelhado-Escuro (7,5YR e 5YR 3/2 a 3/4) e constituiria o principal processo de melanização do horizonte húmico em profundidade. A adição, a transformação e a translocação de materiais no perfil do solo pela ação da fauna provocariam a formação de microagregados brunados, o escurecimento dos outros microagregados de origem não-biológica e o espessamento do horizonte húmico. Evidências de autoctonismo em SMII revelam grande estabilidade dos atuais topos da paisagem onde se encontram estes solos, o que favoreceria maior incidência dos grandes incêndios ocorridos no Quaternário, principal fonte do carvão redistribuído no perfil pela fauna do solo. A presença de Latossolos Húmicos nas atuais posições de meia encosta e sopé de SMII mostram transporte a curta distância da cobertura pedológica, ativado pelo basculamento de blocos levado a cabo no Quaternário. Espelhos de falha no saprolito e no solum de um Latossolo, mudança brusca da idade do carvão de um LH, entre 125 e 150 cm de profundidade (de 6.850 para 40.380 anos) e os abalos sísmicos atualmente verificados na região evidenciam a ação da tectônica ressurgente na evolução da paisagem. Assim, os Latossolos Húmicos poderiam ser considerados paleossolos relictos e, como tais, constituiriam um elo fundamental para o entendimento da dinâmica da paisagem regional.

Biomassa microbiana e produção de C-CO2 e N mineral de um podzólico vermelho-escuro submetido a diferentes sistemas de manejo: Microbial biomass and C-CO2 and mineral nitrogen production in paleudult soil cultivated under different management systems

Os sistemas de manejo, com diferenças no revolvimento do solo e na composição dos resíduos vegetais, alteram as propriedades biológicas do solo, com reflexos na qualidade do solo e na produtividade das culturas. Com vistas em medir estas alterações nas propriedades biológicas do solo, a biomassa e a atividade microbiana foram avaliadas em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul (RS), utilizando diferentes preparos (convencional, reduzido e plantio direto) e dois sistemas de sucessões de culturas (aveia preta + vica/milho + caupi e aveia/milho). As avaliações foram realizadas em quatro épocas, durante 12 meses, e em duas profundidades (0-5 e 5-15 cm). O carbono da biomassa microbiana foi analisado pelo método de fumigação-incubação, e a atividade microbiana, pela produção de C-CO2 e N mineral, após 60 dias de incubação. As diferenças na biomassa e na atividade microbiana, entre os sistemas de manejo, foram mais pronunciadas na camada de 0-5 cm. Nesta camada de solo, observaram-se os maiores valores de biomassa e de atividade nos preparos conservacionistas e no sistema aveia + vica/milho + caupi. Dentre as variáveis estudadas, a mineralização de N mostrou-se a mais sensível aos manejos, à profundidade e à época de amostragem.

Efeito de sistemas de preparo e de cultura na dinâmica da matéria orgânica e na mitigação das emissões de CO2

Neste estudo, ajustou-se um modelo exponencial de primeira ordem aos dados de carbono orgânico (CO) e N total (NT) do solo, do 5º e 9º ano de um experimento instalado em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul (RS). Determinaram-se os parâmetros da dinâmica da matéria orgânica e simularam-se os estoques de CO e NT do solo em três sistemas de preparo (convencional-PC, reduzido-PR e plantio direto-PD) e três sistemas de cultura (aveia/milho-A/M, aveia + ervilhaca/milho-A + E/M e aveia + ervilhaca/milho + caupi A + E/M + C). A taxa de decomposição da matéria orgânica do solo diminuiu de 0,054 ano-1, no sistema com lavração e gradagem (PC), para 0,039 ano-1, no solo escarificado (PR), e 0,029 ano-1, no solo não revolvido (PD). Estimou-se que os estoques de CO e NT do solo em 1990 (30,78 Mg ha-1 e 2.200 kg ha-1) diminuirão para 16,11 Mg ha-1 e 1.396 kg ha-1 na combinação PC - A/M. Por sua vez, no sistema PD - A + E/M + C, os estoques de CO e NT do solo em 1990 (32,52 Mg ha-1 e 2.690 Mg ha-1) tenderão a aumentar a estoques estáveis de 54,83 Mg ha-1 e 7.966 kg ha-1, respectivamente. Os sistemas de manejo sem revolvimento do solo e alto aporte de resíduos apresentaram efeito positivo na mitigação das emissões de CO2. Enquanto o sistema PC-A/M apresentou um efluxo líquido (emitido pelo solo > fixado pelas culturas por fotossíntese) de 2,08 Mg CO2 ha-1 para atmosfera no ano de 1994, o sistema PD - A + E/M + C mostrou um influxo líquido (emitido pelo solo < fixado pelas culturas) de CO2 de 1,79 Mg ha-1 ano-1. Atingidos os estoques estáveis de CO no solo estimados pelo modelo, o solo no sistema PD - A + E/M + C terá seqüestrado aproximadamente 142 Mg CO2 ha-1, em comparação ao sistema PC-A/M.

Os fragipãs e duripãs das depressões dos tabuleiros costeiros do nordeste brasileiro: uma proposta de evolução

A presença de fragipãs e duripãs é freqüente nos solos desenvolvidos sobre o Grupo Barreiras, nos baixos platôs costeiros do Nordeste. Os estudos desenvolvidos nas regiões áridas atribuem a cimentação dos duripãs à sílica amorfa. Entretanto, os duripãs e fragipãs do NE brasileiro ocorrem tanto no semi-árido como em zonas com alta pluviosidade (1.500 a 2.000 mm ano-1). Este trabalho teve por objetivo apresentar uma proposta de evolução desses solos, a partir da distribuição espacial das organizações pedológicas estudadas em quatro depressões de diferentes tamanhos. As seqüências de solo foram estudadas por meio de tradagens e trincheiras cujas dimensões variaram de 2 a 70 m. Os solos foram descritos morfologicamente nas trincheiras abertas. Análises mineralógicas, químicas, granulométricas e micromorfológicas foram feitas em amostras selecionadas dos diversos horizontes. A formação destes horizontes endurecidos está ligada à evolução das depressões, aos processos de hidromorfia e à translocação de matéria mineral e orgânica. O início da hidromorfia seria responsável pela formação dos fragipãs e das bandas ferruginosas. Com o aumento das condições hidromórficas, ligado ao aumento da dimensão das depressões, teriam início a formação dos duripãs e a podzolização, com a formação do horizonte álbico.

Evolução do processo erosivo na margem direita do rio São Francisco (Perímetro Irrigado Cotinguiba/Pindoba - SE)

A erosão das margens de um rio causa a destruição das áreas ribeirinhas, contribui para a degradação de grandes áreas e produz efeitos catastróficos para o ambiente, ocorrendo a ruptura do equilíbrio ambiental. Este trabalho teve como objetivo quantificar as taxas de recuo da margem direita do rio São Francisco em três seções localizadas no Perímetro Irrigado Cotinguiba/Pindoba - Baixo São Francisco Sergipano - no período de fevereiro de 1999 a julho de 2000 e estudar as possíveis causas do processo. Para quantificar as taxas erosivas, foram utilizados os métodos dos pinos e das estacas e para descrever o processo erosivo foi utilizado o método das perfilagens sucessivas. As taxas anuais de erosão (recuo da margem), obtidas nas três seções da margem estudada, foram de 8,30m na seção A; 47,30m na seçãoB e 4,45m na seçãoC. A variação das taxas de erosão foi influenciada, principalmente, pela composição granulométrica das camadas que compõem a face da margem e altura do barranco, como também pela associação dos dados climáticos e hidrológicos - velocidade do vento, amplitude mensal da cota, cota máxima mensal e velocidade do fluxo próxima à margem.

Evolução de espodossolo ferrocárbico em gleissolo háplico no planalto da Serra do Mar, rio Guaratuba (SP)

A bacia do Guaratuba situa-se no Parque Estadual da Serra do Mar com cabeceiras no Planalto Atlântico. Apresenta rochas gnáissicas em relevo de morros paralelos, declives acentuados e vegetação de Mata Atlântica, localmente de porte baixo, com clima tropical úmido e precipitação maior que 2.000 mm ano-1, sem estação seca. Há predomínio de Argissolos Vermelho-Amarelos (Podzólicos) e Cambissolos Háplicos (Cambissolos), com indícios de hidromorfismo. Nesse setor, em uma seqüência transversal à linha de maior declive de uma vertente, estudou-se uma associação Espodossolo Ferrocárbico hidromórfico típico álico (podzol hidromórfico) (ESg) e Gleissolo Háplico Tb distrófico típico álico ou não (glei pouco húmico) (GXbd), assentada sobre seixos rolados e alteração do gnaisse, por meio de estudos detalhados em uma toposseqüência, definindo-se um sentido de evolução para esses solos. Os solos da área em posição elevada e paralela ao fundo do vale, bem como sua composição de seixos e areias de quartzo/quartzito, levam a propor origem de deposição fluvial em antiga várzea, hoje suspensa como terraço. Nessa associação, ocorre uma transformação Espodossolo em Gleissolo, evidenciando que os solos desenvolveram-se dependentes de ambientes sucessivos, relacionados com a presença de vegetação florestal densa (matéria orgânica ácida) e de clima quente e úmido em um clima anterior, provavelmente com estação seca de início (formação do ESg), seguido de clima atual sem estação seca (maior umidade-gleização, formação do GXbd), sendo pouco relacionados com modificações dos materiais originários (seixos e gnaisses).

Vegetation and CO2 balance in an abandoned harvested peatland in Aitoneva, southern Finland

Tiivistelmä: Kasvillisuus ja CO2-tase käytöstä vapautuneella turvetuotantoalueella Kihniön Aitonevalla

Evolução quaternária, distribuição de partículas nos solos e ambientes de sedimentação em manguezais do estado de São Paulo

A distribuição de partículas em solos ou sedimentos das planícies litorâneas auxilia no entendimento dos processos de sedimentação em estuários, servindo com importante atributo para aplicações em estudos de reconstrução paleoambiental, ciclos geoquímicos e poluição ambiental, como contaminação por metais pesados e derrames de petróleo, que, devido à ação antrópica, são relativamente comuns nesses ambientes. Com o objetivo de caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e com o processo de evolução quaternária ao longo do litoral do Estado de São Paulo, foram estudados solos de 14 manguezais. As análises granulométricas foram realizadas nas camadas de 0-20 e 60-80 cm de profundidade, determinando as frações argila, silte, areia total e cinco frações da areia. Realizaram-se datações 14C por cintilação líquida, espectrometria de massa acoplada a acelerador de partículas na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo, para amostras de diferentes camadas dos manguezais amostrados. Os resultados de granulometria foram tratados de acordo com os parâmetros estatísticos de Folk & Ward. Os solos dos manguezais do Estado de São Paulo têm idade holocênica oscilando entre 410 e 3.700 anos AP, até a profundidade de 80 cm. Em alguns casos este substrato holocênico encontra-se sobreposto à camada arenosa pleistocênica, como foi identificado em SG1 (65-77 cm = 11.000 anos e 90-95 cm = 24.700 anos), PM (72-79 cm = 60.000 anos) e em RF, cuja camada a 40-50 cm apresentou idade de 12.200 anos. Os manguezais apresentam solos de diferentes texturas, variando de arenosa a argilosa. Os solos de constituição arenosa foram identificados na Ilha do Cardoso, na planície do Rio Guaratuba e ao longo do litoral norte, cujos manguezais foram estabelecidos sobre os sedimentos retrabalhados de antigos cordões arenosos e localizados às margens dos rios que drenam essas planícies litorâneas (SG1, SG2, GUA e RE). Esses solos ocorrem também nas proximidades da desembocadura dos rios, onde há maior influência da ação de ondas (RF). Os manguezais cujo substrato são constituídos, predominantemente, de partículas finas (silte e argila) estão localizados nos compartimentos mais protegidos do litoral, como o Canal do Cananéia (PM e BAG), Mar Pequeno (IGUA) e dentro do estuário de Santos, na Baixada Santista (ITA, IRI, COS e CRU). O período de maré estacionada, que decorre da alternância dos ciclos de enchente e vazante desta, favoreceria a sedimentação de partículas da fração silte, explicando a ocorrência de alto teor de silte na superfície dos solos de manguezais de PM e BAG e ao longo das camadas estudadas de IGUA e ITA.

Evolução geoquímica e mineralógica em perfis de alteração sobre rochas serpentinizadas no sudoeste de Minas Gerais

Estudou-se a evolução geoquímica e mineralógica em três perfis distintos de alteração de rochas serpentinizadas que ocorrem nas imediações dos municípios de Alpinópolis e Fortaleza de Minas, no sudoeste do Estado de Minas Gerais, sob regimes de umidade e de temperatura údico e térmico, respectivamente. Nas condições atuais, o grau de evolução química e mineralógica é moderado em relação ao desenvolvido sobre outros tipos de rochas básicas e ultrabásicas da mesma área, caracterizando-se por uma importante perda de Na e Mg e, em menor proporção, de Ca e Si. O Al (localmente também o Fe) é o elemento menos móvel dos sistemas. O K é escasso no material de origem e nas zonas de alteração, e ocorre enriquecimento desse elemento nos horizontes superficiais por aporte externo. Os minerais primários mais facilmente intemperizáveis, como o talco, a tremolita e a clorita trioctaédrica, são abundantes ainda na fração argila desses solos tropicais com composição mineralógica pouco comum, mas são todos termodinamicamente instáveis. Do ponto de vista geoquímico, o processo de alteração atual pode ser definido como uma bissialitização, que pode coincidir com ferruginização, com formação de minerais trioctaédricos secundários por transformação direta de estrutura e também por neoformação, todos coexistindo com os minerais primários residuais. No entanto, as fases de maior evolução, em volumes com drenagem mais eficiente, tendem à monossialitização, com formação de caulinitas de diferentes graus de cristalinidade. A assembléia mineralógica existente evidencia a metaestabilidade e o caráter incipiente do sistema pedogenético.

Numerical analysis of wave-induced fluid flow effects on seismic data: Application to monitoring of CO2 storage at the Sleipner Field

In this work we analyze how patchy distributions of CO2 and brine within sand reservoirs may lead to significant attenuation and velocity dispersion effects, which in turn may have a profound impact on surface seismic data. The ultimate goal of this paper is to contribute to the understanding of these processes within the framework of the seismic monitoring of CO2 sequestration, a key strategy to mitigate global warming. We first carry out a Monte Carlo analysis to study the statistical behavior of attenuation and velocity dispersion of compressional waves traveling through rocks with properties similar to those at the Utsira Sand, Sleipner field, containing quasi-fractal patchy distributions of CO2 and brine. These results show that the mean patch size and CO2 saturation play key roles in the observed wave-induced fluid flow effects. The latter can be remarkably important when CO2 concentrations are low and mean patch sizes are relatively large. To analyze these effects on the corresponding surface seismic data, we perform numerical simulations of wave propagation considering reservoir models and CO2 accumulation patterns similar to the CO2 injection site in the Sleipner field. These numerical experiments suggest that wave-induced fluid flow effects may produce changes in the reservoir's seismic response, modifying significantly the main seismic attributes usually employed in the characterization of these environments. Consequently, the determination of the nature of the fluid distributions as well as the proper modeling of the seismic data constitute important aspects that should not be ignored in the seismic monitoring of CO2 sequestration problems.

Evolução e gênese de um Plintossolo Pétrico concrecionário êutrico argissólico no município de Ouro Verde de Goiás

Solos concrecionários (Plintossolo Pétrico concrecionário) nas Regiões Central e Norte do Brasil são muito comuns, ocorrendo em áreas baixas e nas bordas das chapadas, constituindo geralmente solos distróficos,pobres em nutrientes. A ocorrência de solo concrecionário eutrófico no município de Ouro Verde de Goiás, em área de borda de chapada motivou esta pesquisa, desenvolvida com a finalidade de verificar a relação eutrofia/solo/material litológico subjacente, provável fonte das bases trocáveis. As relações pedológicas e geoquímicas do solo com as concreções e a rocha de origem foram pesquisadas por meio de determinações da constituição química total dos elementos maiores, utilizando ICP-AES (espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente), análise mineralógica da fração argila por DRX, análise mineralógica da fração areia, além da caracterização analítica de rotina em pedologia. Os resultados analíticos de amostras de rocha, concreções ferruginosas e TFSA, as relações moleculares Ki e Kr e bases/R2O3 e a relação Zr/Ti são abordados e discutidos. Ocorrências mais significativas quanto a alguns elementos móveis são creditadas ao conteúdo elevado de matéria orgânica no horizonte superficial do solo, ao acúmulo residual de quartzo e à contribuição de material externo nos horizontes superiores . A relação solo/material litológico subjacente indica para o perfil de origem a partir de um metatonalito, atribuindo-se ao material petroplíntico presente na porção superior do solo, origem relacionada à desagregação e arraste de materiais relacionados à Superfície de Aplanamento Sul-Americana.

Evolução quantitativa de planossolos do agreste do estado de Pernambuco

A pedogênese dos solos planossólicos, especialmente da região do Agreste de Pernambuco, tem sido pouco estudada, havendo indicações e dúvidas relativas a alguns aspectos como a possível dualidade ou retrabalhamentos diferenciados na formação do material de origem, total das perdas e ganhos e a relativa mobilidade dos principais elementos constitutivos durante a evolução dos solos. Foram estudados três solos com marcantes contrastes texturais em uma topossequência da região. Foram estudados três solos com marcantes contrastes texturais em uma topossequência no Agreste de Pernambuco. Os objetivos da pesquisa foram averiguar a compatibilidade dos solos com os materiais geológicos subjacentes e avaliar quantitativamente as perdas e os ganhos ocorridos durante a pedogênese. Para isso foram realizadas análises química total e de zircônio (Zr) e quartzo, tomados como base para determinação de um índice de intemperização, em todos os horizontes dos solos e no material de origem. Verificou-se que os solos são constituídos por materiais autóctones, com apenas pequenas indicações de retrabalhamento dos materiais mais superficiais. Durante o processo de intemperização ou pedogênese, verificou-se perda de, aproximadamente, 50 % do peso original do solo. As perdas referentes aos principais elementos constituintes dos solos apresentaram a seguinte ordem: MgO > CaO > Fe2O3 > Al2O3 > SiO2. Os nítidos contrastes texturais, devido à argilização dos horizontes Bt, parecem ser principalmente resultado de uma combinação de outros processos, que não simples eluviação-iluviação.

Rotação de culturas no sistema plantio direto em Tibagi (PR): II - Emissões de CO2 e N2O

A atividade agrícola pode alterar a quantidade e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS), resultando em emissões de dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O) do solo para a atmosfera. O sistema plantio direto (SPD) com a utilização de leguminosas em sistemas de rotação é uma estratégia que deve ser considerada tanto para o aumento da quantidade de MOS como para seu efeito na redução das emissões dos gases de efeito estufa. Com o objetivo de determinar os fluxos de gases do efeito estufa (CO2 e N2O) do solo, um experimento foi instalado em Tibagi (PR), em um Latossolo Vermelho distroférrico textura argilosa. Os tratamentos, dispostos em faixas não casualizadas com parcelas subdivididas, foram: sistema plantio direto por 12 anos com sucessões milho/trigo e soja/trigo (PD12 M/T e PD12 S/T, respectivamente) e por 22 anos (PD22 M/T e PD22 S/T, respectivamente). As emissões de CO2 do solo foram aproximadamente 20 % mais elevadas no PD22 em relação ao PD12. As emissões de CO2 apresentaram correlação significativa (R² = 0,85; p < 0,05) com a temperatura do solo, com emissões médias 40 % menores, registradas nos meses com temperaturas mais baixas. As emissões mais elevadas de N2O foram observadas após a colheita das culturas de verão, sobretudo na sucessão milho/trigo, em relação à sucessão soja/trigo. As emissões de N2O foram aproximadamente 25 % maiores após aplicação do fertilizante nitrogenado na cultura do trigo nas duas sucessões e apresentaram correlação significativa (R² = 0,88; p < 0,01) com o grau de saturação de água no solo (Sr %).

Estudo da evolução da paisagem do quadrilátero ferrífero (Minas Gerais, Brasil) por meio da mensuração das taxas de erosão (10be) e da pedogênese

Geomorfologicamente o Quadrilátero Ferrífero é uma região conspícua, onde raízes de estruturas metassedimentares proterozóicas, apresentando feições de um relevo jovem, encontram-se em destaque sobre um mar de colinas de rochas cristalinas do Arqueano. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da evolução da paisagem do Quadrilátero Ferrífero por meio da análise integrada dos dados quantitativos das taxas de erosão (10Be) e dos tipos de perfis de solos desenvolvidos a partir dos principais litotipos da região. A mensuração da concentração de 10Be extraído do quartzo de veios, de quartzitos e de sedimentos fluviais foi obtida utilizando um espectrômetro de massa por acelerador. A razão média de erosão de 7 m por milhão de anos coloca em evidência um importante soerguimento epirogenético da região em estudo. Concordantemente, os estudos macromorfológicos, mineralógicos e micromorfológicos de todos os perfis de solos investigados por meio de trabalhos de campo, da difração de raios X e da microscopia óptica mostram perfis imaturos e autóctones. Esses resultados sugerem que o relevo do Quadrilátero Ferrífero é um produto de constante e intenso processo erosivo.