Environmental changes in the western Amazônia: morphological framewor, geochemistry, palynology and radiocarbon dating data

Os sedimentos do lago Coari, de ambiente de terra firme esculpido nos depósitos do Plio-Pleistocenos, e o Acará, típico lago de várzea e ambos formados nos sedimentos quaternários da planície de inundação do médio Solimões, no oeste da Amazônia, Brasil, foram estudados para investigar as condições ambientais durante sua formação. Este estudo inclui dados da composição mineralógica, química, isótopos de Pb, palinologia, datações de radiocarbono e a configuração morfológica dos lagos obtida por imagens SRTM. As condições geológica e ambiental dos lagos variam e sugerem que suas evoluções refletem processos autogenéticos em condições de floresta úmida e chuvosa. Embora caulinita, quartz, muscovita, illita e esmectita sejam os principais minerais em ambos os lagos, a geoquímica indica fonte distinta, os sedimentos do lago Acará têm maior concentração de Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, K2O, MgO, Na2O, P2O5, Ba, V, Cu, Ni, Zn, Pb, Sr, Li, Y e La e têm mais Pb radiogênico que os sedimentos do lago Coari. As idades de radiocarbono sugerem que há aproximadamente 10160 anos AP o lago Coari iniciou o desenvolvimento devido a avulsão do rio Solimões, enquanto o lago Acará foi formado devido ao abandono de meandro do rio Solimões e retendo o domínio das gramíneas nas suas praias há aproximadamente 3710 anos AP.

Estudo do comportamento eletroquímico e da resistência à corrosão de eletrodepósitos de zinco e ligas de zinco em solução de NaCL e na presença de oxi-ânions do grupo VIB

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de sistema polimérico a base de turfas e substâncias húmicas para liberação lenta de nutrientes para plantas

Pós-graduação em Química - IQ

Enrichment of Tropical Peat with Micronutrients for Agricultural Applications: Evaluation of Adsorption and Desorption Processes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos da disposição de lodo de ETE de indústria alimentícia no solo: estudo de caso

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Adsorção de metais em solução aquosa pelos processos de batelada e coluna de leito fixo utilizando silsesquioxano funcionalizado com 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Distribuzione e biodisponibilità dei metalli in traccia nei sedimenti della Pialassa Baiona

Il presente lavoro di tesi è stato realizzato al fine di valutare la distribuzione geografica ed i livelli ambientali di concentrazione per una serie di metalli (Cr, Cu, Ni, Zn, Mn, Co, V, Ba, Pb, Sr e Hg) presenti all’interno dei sedimenti della laguna costiera Pialassa Baiona, situata nei pressi del porto e dell’area industriale di Ravenna. L’area di studio considerata rappresenta un esempio di ambiente di transizione, dove i fattori fisici e chimici variano su scala spaziale e temporale e dove le attività antropiche, recenti e non, hanno provocato impatti significativi sullo stato di qualità dei sedimenti, delle acque e degli ecosistemi. Lo studio è stato progettato seguendo un disegno di campionamento ortogonale, che tiene conto del gradiente naturale terra-mare, tipico delle zone di transizione, e del gradiente antropico, legato alla vicinanza con l’area industriale. Sulla base di questo disegno sono state campionate 4 aree differenti e per ciascuna area sono stati scelti casualmente tre siti. La caratterizzazione dei sedimenti dal punto di vista chimico è stata effettuata determinando la frazione labile e quindi più biodisponibile dei metalli, oggetto del presente studio, per mezzo di una tecnica di estrazione parziale con HCl 1 M. Le concentrazioni biodisponibili ottenute sono state poi confrontate con il contenuto totale dei metalli, determinato mediante digestione totale al micronde. I sedimenti sono stati inoltre caratterizzati dal punto di vista granulometrico e del contenuto in sostanza organica (Loss on Ignition, LOI%). I risultati ottenuti dalle analisi chimiche sono stati confrontati con i valori tipi di fondo naturale del Mar Adriatico e con i valori guida di riferimento nazionale (SQA-MA) ed internazionale (ERL, ERM, TEL e PEL), al fine di valutare lo stato di qualità dei sedimenti della Baiona e di effettuare uno screening per individuare eventuali situazioni di rischio per gli organismi bentonici. I risultati ottenuti sono stati poi elaborati statisticamente con un analisi della varianza (ANOVA) con lo scopo di valutare la variabilità spaziale dei metalli nei campioni analizzati e la presenza di eventuali differenze significative.

Metalli nel particolato atmosferico: distribuzione granulometrica e valutazione del contributo della combustione di biomasse

La tossicità delle polveri atmosferiche è associata sia alla natura granulometrica sia al carico di contaminanti, da qui la necessità di investigare oltre la concentrazione delle PM in atmosfera anche la loro composizione chimica. In questo studio è stata effettuata una prima caratterizzazione da un punto di vista sia granulometrico che chimico del particolato atmosferico campionato in una zona suburbana di Riccione (Castello degli Agolanti). In particolare sono state determinate le concentrazioni di metalli quali Pb, Cd, Ni, Zn, Cu, Fe e Al nel PM 2,5 PM 10 e PM totale. Inoltre, dato che uno degli scopi dello studio è quello di verificare il contributo della combustione di biomasse sul carico complessivo di contaminanti, il periodo di campionamento comprende il giorno delle Fogheracce, festa popolare in cui vengono accesi diversi falò all’aperto. Complessivamente sono stati prelevati 13 campioni di 48 ore per ogni frazione granulometrica dal 9 Marzo all’8 Aprile 2011. Dallo studio emerge che nel periodo di campionamento, mediamente il contributo antropogenico è dominante per Pb, Cd, Ni Cu e Zn dovuto principalmente al traffico veicolare. Tali metalli, ad eccezione del Cu infatti si concentrano nel particolato più fine. Al e Fe invece sono principalmente marker delle emissioni crostali e si concentrano nella frazione grossolana. Interessante quanto registrato nella giornata delle Fogheracce. Oltre ad una variazione nel contenuto relativo dei metalli con un forte arricchimento di Pb e Al, per quest’ultimo si nota anche un forte incremento della sua concentrazione nella frazione PM2.5 ad indicare una diversa sorgente emissiva. Si evidenzia in questo studio un importante contributo nel carico di inquinanti da parte di combustioni di biomasse all’aperto.

Geochemistry at DSDP Hole 76-534A

At Site 534 in the Blake-Bahama Basin, western North Atlantic, an interval of 68 m of Maestrichtian (Upper Cretaceous) and upper middle to upper Eocene sediments consists of terrigenous siltstones, mudstones, and varicolored zeolitic claystones; minor recovery of micritic limestones, porcellanites, and quartzitic chert was made at this site as well. Comparisons with other Deep Sea Drilling Project (DSDP) sites in the western North Atlantic suggest that the following formations are present in this interval: Hatteras (Maestrichtian), Plantagenet (Maestrichtian and upper Eocene), Bermuda Rise (upper middle to upper Eocene), and the basal Blake Ridge Formation (upper middle to upper Eocene). Recognition of a Tertiary interval of the Plantagenet allows that formation to be divided into lower and upper informal units. Condensation makes this formal lithostratigraphic subdivision difficult. Together the formations record marked net condensed sedimentation (average rate ca. 2.5 m/m.y.) in strongly oxidizing bottom waters. From sedimentary structures and petrography, it is inferred that the terrigenous siltstones and micritic limestones were redeposited from the continental margin by turbidity currents. Chemical data plus petrography confirm relatively high plankton productivity during the upper Eocene. Much of the nonrecovered Eocene interval may represent chert and porcellanite. Fragments recovered were formed by replacement of relatively porous calciturbidites by opal-CT and quartz. Radiolarians in interbedded claystones rich in clinoptilolite show extensive dissolution. Relative to typical hemipelagic sediments, the claystones are enriched in many metals (Cu, Ni, Zn, Pb), particularly within manganese micronodules. The metal accumulation is related to a 30-m.y. period of slow net sediment accumulation, rather than to hydrothermal enrichment or to upward mobilization of metals from the underlying reduced Hatteras black shale facies. Elsewhere in the Blake-Bahama Basin, at Site 391, 22 km to the northwest, upper Eocene facies are missing, reportedly due to deep seafloor erosion of up to 800 m of the sedimentary succession. By contrast, the discovery that this interval is preserved at nearby Site 534 points to much less extensive seafloor erosion, possibly mostly in the Oligocene, which is missing at both DSDP Sites.

Chemistry on manganese nodules from the Pacific Ocean

Three manganese nodules from the Pacific Ocean have been analysed for 35 elements by using mainly spectrophotometric and spectrographic methods. Cu, Co, Ni, Zn, and Pb were found in amounts approaching 1 %, which far exceeds their average concentrations in igneous rocks. On the other hand, elements having readily hydrolysable ions, such as Ga, Sc, Zr, Y, La and Ti, are present only in amounts comparable with their concentrations in igneous rocks. Sb, Bit Be, and Cr were not detected. The hydrochloric acid-insoluble fraction of nodules is practically free of the heavy metals that are characteristic of the acid-soluble fraction; it consists principally of clay minerals, together with lesser amounts of quartz, apatite, biotite and sodium and potassium felspars.

Heavy metal contents in bottom sediments and Fe-Mn nodules and their states in bottom and interstitial waters from the Clarion-Clipperton province

Ultrafiltration with tagged atoms was used to study physicochemical states (dissolved, colloidal, suspended) of Mn, Co, Ni, Zn, and Ce in bottom and interstitial waters collected in two areas of the Pacific Ocean with Fe-Mn nodules of different size, shape, structure and origin in different abundances. Use of filters with pore diameter of 0.05 ?m allowed to identify colloidal forms of the metals in bottom sediments and interstitial waters. It was demonstrated experimentally that differences in physicochemical situation in the studied areas could result in formation of nodules by different mechanisms, producing characteristic differences that were observed.

Trace and rare elements and factors at DSDP Hole 71-511

The distribution of paragenetic assemblages of trace and rare elements, as revealed by factor analysis (R-mode, Q-mode), the ratios of elements to Zr and the interpretation of these data in the context of the known mineralogy, lithology, and geology of the region, provide the bases for the outline of the geochemical history of sedimentation in the study area that forms the subject of this chapter. Two stages may be discerned. 1. Late-Middle Jurassic-Early Cretaceous (160-106? Ma). The sediments that accumulated in relatively shallow water (shelf) were predominantly clay, with dispersed sapropelic organic matter, plant fragments, pyrite, admixtures of acid-medium volcanic glass, and epigenetic crystals of gypsum. The bottom water layers of the basin are notably stagnant. The sediments are characterized by higher amounts of V, Zn, Cu, Cr, Rb, and Be associated with organic matter. Lower Cretaceous sediments, separated from those of the Upper Jurassic by a hiatus, accumulated in a deepened and enlarging basin. These Lower Cretaceous deposits are chemically similar to those of the Upper Jurassic, but contain diagenetic concentrations of Zn, Ni, and La. 2. Early-middle Albian (Unit 5)-middle Maestrichtian (1067-66.6Ma). The prevailing regime was that of an open ocean basin that tended to expand and deepen. During the second half of the early-middle Albian, the biogenic components Ba, Sr, and CaCO3 accumulated. By the end of this interval, Ti/Zr values had increased. In conjunction data on mineral composition, they testify to an outburst of basaltoid volcanism related to tectonic activity before an erosional hiatus (late Albian-Cenomanian). At the end of the Cenomanian-Turonian, residual deposits of predominantly clay sediments with relatively high amounts of Ti and Zr and associated rare alkalis (Li, Rb) accumulated. Clay sediments deposited during the Coniacian-Santonian were characterized by higher concentrations of Ti, Zr, Li, and Rb, by diagenetic carbonate phases of Ni, Zn, and La, and by sulphides and Fe-oxides with an admixture of Ni and Co. The latter half of the interval saw the deposition of fine basaltoid volcanoclastic material, diagenetically altered by zeolitization and carbonatization and enriched with Se, Pb, Ti, Sr, Ba, Y, and Yb. Sediments with a similar chemistry accumulated in the Campanian-middle Maestrichtian. Strong current activity preceding a global hiatus at the Mesozoic/Cenozoic boundary is reflected in both lower sedimentation rates and the presence of higher residual concentrations of Ti, Zr, Ba, Sr, and other elements studied in this chapter.

Geochemistry of bulk sediment from the Cape Basin

A technique for onsite application of X-ray fluorescence (XRF) spectrometry to samples from sediment cores aboard a research vessel was developed and tested. The method is sufficiently simple, precise, and fast to be used routinely for high-resolution analyses of depth profiles as well as surface samples. Analyses were performed with the compact high-performance energy-dispersive polarisation X-ray fluorescence (EDPXRF) analyser Spectro Xepos. Contents of the elements Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, K, Sr, Ba, Rb, Cu, Ni, Zn, P, S, Cl and Br were simultaneously determined on 200-225 samples of each core within 24 h of recovery. This study presents a description of the employed shipboard preparation and analysis technique, along with some example data. We show land-based datasets that support our decisions to use powder samples and to reduce the original measuring time for onboard analyses. We demonstrate how well the results from shipboard measurements for the various elements compare with the land-based findings. The onboard geochemical data enabled us to establish an element stratigraphy already during the cruise. Correlation of iron, calcium and silicon enrichment trends with an older reference core provided an age model for the newly retrieved cores. The Spectro Xepos instrument performed without any analytical and technical difficulties which could have been caused by rougher weather conditions or continuous movement and vibration of the research vessel. By now, this XRF technique has been applied during three RV Meteor cruises to approximately 5,000 Late Quaternary sediment samples from altogether 23 gravity cores, 25 multicorer cores and two box cores from the eastern South Atlantic off South Africa/Namibia and the eastern Atlantic off NW Africa.

Inorganic geochemical record of ODP Holes 117-722B and 117-724C

High-resolution sampling from late Pleistocene (last 400 k.y.) sediments of Site 722 (upper 16 m) and Site 724 (upper 70 m), and subsequent inorganic geochemical analysis, has defined the history of productivity in the northwest Arabian Sea. Eolian dust input from the Arabian Peninsula and Somalia is characterized by the record of Ti/Al and Cr/Al. This dust record displays strong precessional periodicity (cycles at 25 k.y.) suggesting the Southwest Monsoon and associated winds play a key role in transporting terrigenous material from the land. High biological productivity results in the accumulation of biogenic CaCO3 and opal in the sediments, the latter having an unexpectedly minor contribution to the total mass flux. Due to dilution of the CaCO3 record by the terrigenous component, the record of biological productivity is best exemplified by Ba. Its record, together with that of other metals recording biological association and redox variability (Cu, Ni, Zn, V, U) clearly identifies the interglacial episodes as being more biologically productive. The striking agreement between Ba and the d18O record in planktonic foraminifers suggests that the supply of nutrients during these periods of high productivity is linked to ocean-wide changes in ocean fertility, and not just local upwelling conditions. High levels of phosphate accumulation in interglacial sediments is attributed to both diagenetic phosphorite formation and biogenic skeletal debris. This study provides a detailed record of productivity variation in the northwest Arabian Sea during the late Pleistocene.

Estudo da remediação de um aquífero contaminado com sulfato e metais através de barreira reativa permeável orgânica.

Este trabalho teve como objetivo geral estudar a viabilidade técnica de utilizar bagaço de cana como meio reativo de barreiras reativas permeáveis (BRP) para remoção de sulfato e metais de águas subterrâneas contaminadas. O estudo baseou-se em investigação experimental, por meio de ensaios laboratoriais de coluna, e em modelagem matemática, para a qual utilizaram-se também alguns dados obtidos em um estudo de caso de uma unidade industrial contaminada com sulfato e metais. Neste local contaminado, as características hidrogeológicas e topográficas propiciam a utilização de uma barreira reativa permeável como técnica de remediação. Barreiras reativas permeáveis são uma alternativa para remediação de águas subterrâneas que vem progredindo rapidamente na última década, a partir de ensaios de bancada e coluna em laboratório para implementação em escala real em campo. Três colunas bióticas foram montadas utilizando bagaço de cana como meio reativo e um material de base poroso constituído de areia e cascalho para fornecer adequada condutividade hidráulica, com a proporção de 1:28 em massa seca. Também foi adicionado ao meio reativo um inóculo bacteriano composto por esterco bovino dissolvido. Uma quarta coluna, sem inóculo e contendo um agente biocida, compôs o experimento branco (abiótico). Uma solução sintética foi introduzida nas colunas simulando condições da água subterrânea do estudo de caso, com velocidade de Darcy em torno de 2,0x10-7 m/s composta por sulfato e metais (zinco e níquel) com concentrações de 6.000 mg/L e 15 mg/L, respectivamente. Os resultados das análises da fase líquida das colunas bióticas apresentaram: (i) média da taxa de remoção de sulfato durante todo o tempo do experimento de 49 mg/L/dia; (ii) as concentrações de Zn e Ni diminuíram de 15 mg/L para valores não detectáveis pela técnica analítica utilizada (< 0,01 mg/L); (iii) aumento do pH de 5.5-5.8 para valores entre 6,8-8,0; (iv) redução do valor do potencial de óxido redução (Eh) para valores de até -200mV. Não foram observadas reduções das concentrações de metais e sulfato na fase líquida da coluna abiótica e os valores de pH e Eh permaneceram dentro das faixas iniciais. Análises nas fases sólidas das colunas bióticas por MEV e EDS após o término do experimento identificaram a presença de Ni, Zn, S e Mn, indicando a precipitação desses metais em forma de sulfetos. Estes elementos não foram detectados na fase sólida da coluna abiótica. Assim, pôde-se inferir que toda a remoção de sulfato verificada nas colunas bióticas pode ser atribuída a redução bacteriana de sulfato. A partir das condições experimentais dos ensaios, foi realizada a modelagem e o dimensionamento da BRP. Para a estimativa da cinética de redução de sulfato, aplicou-se a solução analítica de Van Genuchten para transporte de contaminantes com degradação, obtendo-se uma taxa de decaimento de primeira ordem de 0,01 dia-1. A determinação da espessura e tempo de residência da barreira foi realizada considerando que a concentração de sulfato na saída da barreira fosse menor ou igual a 250 mg/L. O resultado do dimensionamento de uma BRP preenchida com bagaço de cana e areia nas proporções de 1:28 em massa seca resultaria em uma BRP de 7,1 m de espessura, com tempo de residência de 950 dias, no local de estudo de caso. Caso fosse utilizado o dobro da proporção de bagaço de cana e areia em massa seca (1:14), a implantação da BRP apresentar-se-ia viável, com espessura aproximada de 4 m. Através destes resultados, pôde ser comprovada a hipótese de que bagaço de cana como substrato e esterco bovino como inóculo compõem um meio reativo viável para a redução de sulfato e precipitação de metais em uma BRP.