Transferência de oxigénio em dispersões aquoso-orgânico

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da unidade curricular de Trabalho Final de Mestrado, integrante do Mestrado em Tecnologia Química do Instituto Politécnico de Tomar. Foi realizado nos laboratórios do Instituto Superior Técnico de Lisboa entre Fevereiro e Julho de 2013, na modalidade de estágio. O trabalho consistiu na determinação experimental do coeficiente volumétrico de transferência de massa do lado do líquido (kLa) em sistemas gás-líquido-líquido num tanque agitado, e visou avaliar o efeito da adição de uma fase orgânica e de um agente de superfície sobre o coeficiente de transferência de massa de oxigénio. Numa primeira etapa, de adaptação às práticas experimentais baseadas no método dinâmico de “salto de pressão”, procedeu-se à determinação do kLa num sistema tradicional gás-líquido (ar-água). Numa segunda etapa, e que consistiu numa evolução de trabalhos anteriores neste campo, avaliou-se o efeito da presença de uma fase orgânica,. Os ensaios foram realizados sob condições operacionais constantes: volume de fase líquida 9,8 L, caudal de gás de 5,2 L/min, velocidade de agitação de cerca de 400 rpm, e holdup da fase orgânica (ϕ) de 1 %. Numa terceira etapa, numa abordagem ainda nunca tentada, estudou-se o efeito da presença de um agente de superfície no sistema gás-líquido-líquido. Nos ensaios a concentração do agente de superfície Triton X-100 no tanque foi de cerca de 5,4x10-4 M. Verificou-se que a adição de uma mistura dodecano-heptano a uma dispersão ar-água nas condições testadas aumenta a transferência de oxigénio na gama de fração de heptano entre os 0 % e os 90 % e diminui para uma fração superior aos 90 % de heptano. Na gama em que a fase orgânica é rica em heptano a adição do Triton X-100 faz aumentar o kLa enquanto que para frações de heptano inferiores a 90%provoca a sua diminuição. As observações experimentais reforçam a importância do coeficiente de espalhamento nos sistemas gás-líquido-líquido

Textura,carbono orgánico y carbonatos de los sedimentos del margen continental peruano.

Estudio de las variaciones texturales y geoquímicas de los sedimentos del margen continental peruano.

Limitações nutricionais para a cultura do arroz irrigado em solo orgânico da região Norte Fluminense

As limitações nutricionais de um solo orgânico para a cultura do arroz irrigado por inundação, cv. Inca, foram identificadas em casa de vegetação em Lavras (MG) de dezembro/94 a junho/95. Coletou-se o material do solo utilizado na região Norte Fluminense, constituindo os tratamentos de testemunha (solo natural), completo (N, P, K, calcário, S, B, Co, Cu, Mo e Zn), e completo menos um nutriente de cada vez. Os resultados permitem concluir que a omissão de N e K reduziu a produção de matéria seca pela parte aérea do arroz, quando colhida na maturação dos grãos, em 28 e 24%, respectivamente, em relação ao completo. Não se observou decréscimo na matéria seca (maturação), quando houve omissão de fósforo, calcário, enxofre e micronutrientes da adubação. Na ausência de N, K e Zn, o acúmulo desses nutrientes na parte aérea das plantas de arroz foi inferior ao do tratamento completo.

Estabilidade dos agregados e sua relação com o teor de carbono orgânico num latossolo roxo distrófico, em função de sistemas de plantio, rotações de culturas e métodos de preparo das amostras

O tamanho dos agregados do solo e o estado de agregação podem ser influenciados por diferentes processos de manejo e práticas culturais que alteram o teor de matéria orgânica e a atividade biológica do solo. O objetivo do trabalho foi verificar as relações entre o teor de C-orgânico e o tamanho e estabilidade dos agregados do solo em dois sistemas de plantio (convencional e direto) e três rotações de culturas (milho/trigo/milho, soja/trigo/milho e soja/trigo/soja), submetendo-se as amostras a dois processos de preparo: uso das peneiras de 4 e 8 mm antes do tamisamento úmido. O trabalho foi executado em 1990, usando-se amostras de solo, coletadas num experimento com 14 anos de duração, localizado em Londrina, PR, num Latossolo Roxo (Typic Haplorthox). As amostras de solo foram coletadas em 5 de abril de 1990, em duas profundidades: 0-10 e 10-20 cm. Os índices de agregação determinados foram: o diâmetro médio ponderado (DMP), o diâmetro médio geométrico (DMG) e o índice de estabilidade de agregados (IEA). Os resultados mostraram que o sistema de plantio direto melhorou o estado de agregação do solo com o incremento do teor de C-orgânico, sobretudo na camada de 0-10 cm, onde os valores de DMP e DMG foram significativamente superiores. A agregação tendeu a aumentar quando a sucessão de culturas incluiu espécie de relação C/N mais alta (milho). O aumento do teor de C-orgânico resultou em aumento do IEA pela diminuição de agregados das classes com diâmetro < 0,25 mm e aumento das classes de diâmetro maior. Os métodos de preparo das amostras produziram diferenças na agregação do solo, tendo o preparo com peneira 8 mm melhorado a sensibilidade para determinar o estado de agregação em função dos processos de manejo.

Caracterização de substâncias húmicas extraídas de solos e de lodo orgânico

No presente trabalho, foi estudada a extração de substâncias húmicas (SH) de horizontes A de dois solos do Rio Grande do Sul (Latossolo Roxo (LR), e Brunizém vértico (B)) e de um lodo orgânico (LO), oriundo da fabricação de celulose, empregando-se dois métodos: (1) as SH foram extraídas com solução de NaOH 0,5 mol L-1, após tratamento prévio com HCl 0,5 mol L-1; (2) foi introduzida a extração com solução de pirofosfato de sódio 0,15 mol L-1 (pH 7) antes da etapa alcalina. Em cada etapa, os teores de SH, de ácidos fúlvicos (AF) e de ácidos húmicos (AH) foram determinados por métodos espectroscópicos e gravimétricos e, no método 2, os teores de Fe, Al, Si e Ca foram medidos nos extratos por absorção atômica. A composição elementar de ácidos húmicos foi determinada, e sua estrutura e características químicas foram avaliadas a partir de razões C/N, (atômicas) H/C e O/C e a partir de dados de espectroscopia Ultravioleta/Visível (UV/Vis). No LR, o método 1 extraiu maior quantidade de SH, enquanto, no método 2, a etapa com pirofosfato extraiu apenas AF. Em contrapartida, no solo B, o método 2 foi mais eficiente, verificando-se maior rendimento na etapa com pirofosfato. A partir desses resultados, infere-se que as SH, no LR, interagem principalmente por meio de reação de trocas de ligantes e de pontes de hidrogênio e, no solo B, a interação por meio de pontes de cátions é um mecanismo importante. Os AH extraídos com NaOH apresentaram valores mais elevados para a razão H/C e valores inferiores para a razão O/C do que os extraídos com pirofosfato, indicando que o extrator neutro solubilizou SH de caráter aromático e grau de oxigenação superiores.

Plantas de cobertura de solo antecedendo o milho e seu efeito sobre o carbono orgânico do solo, sob plantio direto

Em condições naturais, o solo encontra-se num estado estável no ambiente, mas o manejo inadequado causa degradação, principalmente da fração orgânica, comprometendo a sustentabilidade de sistemas agrícolas. Este estudo baseou-se num experimento que vem sendo realizado há seis anos em um Podzólico Vermelho-Amarelo (Hapludalf), localizado em área experimental do Departamento de Solos/UFSM, e teve como objetivo avaliar o efeito de sucessões de cultura sobre a dinâmica do carbono. Utilizaram-se as sucessões de cultura ervilhaca comum (vicia sativa)/milho, tremoço azul (Lupinus angustifolius)/milho, ervilha forrageira (Pisum arvense)/milho, aveia preta (Avena strigosa )/milho e pousio invernal/milho, associadas a duas doses de N aplicado no milho (0 e 80 kg ha-1). O solo foi manejado em plantio direto e foram feitas avaliações dos teores de C das plantas de cobertura e dos resíduos vegetais superficiais e do solo, em três profundidades. Os resultados evidenciaram que os sistemas de culturas, sob plantio direto há seis anos, promoveram acúmulos significativos de carbono orgânico apenas na camada mais superficial do solo (0-2,5 cm). A sucessão tremoço azul/milho destacou-se pela capacidade de promover acúmulo de carbono orgânico no solo. A quantidade de carbono orgânico acumulado no solo depende fundamentalmente da quantidade de massa seca produzida pelos sistemas de culturas.

Determinación del carbono orgánico en el agua de mar

Presentan varios procedimientos para determinar la materia orgánica contenida en el agua del mar, utilizando valores relativos referidos a muestras de composición similar en micro organismo dentro del agua. Relacionan los componentes del oxígeno consumido y la materia orgánica oxidada mediante la combustión total.

Erosão hídrica em cambissolo húmico alumínico submetido a diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo: II. perdas de nutrientes e carbono orgânico

A erosão hídrica é uma das principais causas do empobrecimento dos solos, por causa do transporte de nutrientes. Os nutrientes são transportados pela erosão hídrica adsorvidos aos colóides do solo e, ou, solubilizados, podendo variar com o sistema de preparo do solo. Este trabalho foi desenvolvido no Campus do Centro de Ciências Agroveterinárias de Lages (SC), no período de janeiro de 1993 a outubro de 1998, com o objetivo de quantificar as perdas por erosão de fósforo, potássio, cálcio, magnésio e carbono orgânico sob chuva natural, nos seguintes sistemas de preparo: (a) aração + duas gradagens, (b) escarificação + gradagem e (c) semeadura direta executados no sentido paralelo ao declive, com rotação e sucessão de culturas nos três sistemas. Na rotação, foi utilizada a seguinte seqüência de culturas: soja, aveia preta, feijão, ervilhaca comum, milho, ervilhaca comum, soja, trigo, feijão, nabo forrageiro, milho e aveia preta e, na sucessão, trigo e soja em todos os anos. Outro tratamento constou de (d) aração + duas gradagens + solo sem cultura, preparado no sentido paralelo ao declive. Utilizou-se um Cambissolo Húmico alumínico argiloso, com 0,102 m m-1 de declividade média. A concentração de fósforo, potássio, cálcio, magnésio e carbono orgânico no solo foi, em geral, maior nos preparos conservacionistas do que nos convencionais. No entanto, a perda total dos referidos elementos foi, em geral, pouco influenciada pelos sistemas de preparo do solo, relacionando-se fracamente com as perdas de solo e água. As concentrações desses nutrientes no sedimento da erosão correlacionaram-se positivamente com as suas concentrações na camada de 0-0,025 m de profundidade do solo, apresentando uma taxa de enriquecimento próximo a um.

C-orgânico, N-total e substâncias húmicas sob influência da introdução de pastagens (Brachiaria sp.) em áreas de cerrado e floresta amazônica

O presente trabalho objetivou avaliar os efeitos da intervenção humana na remoção da cobertura original e seu posterior uso agrícola, pela introdução de pastagem (Brachiaria sp) na região do cerrado (Senador Canedo-GO), junto à Empresa Goiana de Pesquisa Agropecuária (EMGOPA), e da floresta amazônica (Porto Velho-RO), junto à Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), tendo como atributos principais de análises modificações nos teores de nitrogênio total, carbono orgânico, relação C/N e frações de ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e humina. As amostras foram coletadas em setembro de 1995, em Latossolo Vermelho-Amarelo argiloso, ao longo de uma transeção que continha 24 pontos: 12 sob vegetação natural e 12 sob pastagem plantada, em duas profundidades, em ambos os ecossistemas. Os resultados permitiram observar uma diminuição nas concentrações de ácido fúlvico e humina e nos teores de N-total e C-orgânico na mudança da condição de vegetação natural para pastagem; os maiores valores foram encontrados no horizonte Ao, principalmente no solo sob floresta amazônica, revelando uma queda brusca deste para o subjacente, evidenciando o efeito do tipo da cobertura vegetal sobre o teor e sobre a distribuição dos componentes orgânicos em solos tropicais.

Efeitos de aplicações sucessivas de lodo de esgoto em um latossolo amarelo distrófico cultivado com cana-de-açúcar: carbono orgânico, condutividade elétrica, ph e CTC

Aplicações sucessivas de lodo de esgoto em solos agrícolas podem promover alterações significativas em alguns atributos químicos dos solos. Tendo em vista essa possibilidade, o presente trabalho objetivou avaliar os efeitos de duas aplicações sucessivas de doses crescentes de lodo de esgoto sobre os teores de carbono orgânico, condutividade elétrica, pH e CTC ao pH atual de um Latossolo Amarelo distrófico cultivado com cana-de-açúcar. O experimento foi realizado nos anos agrícolas 1996/97 e 1997/98: no primeiro ano, além dos tratamentos calagem + adubação mineral e testemunha, foram aplicadas em área total doses equivalentes a 33, 66 e 99 Mg ha-1 (base seca) de lodo de esgoto. Em 1997/98, o lodo foi reaplicado em doses equivalentes a 37, 74 e 110 Mg ha-1 (base seca). As aplicações de lodo de esgoto promoveram, em ambos os anos agrícolas, aumentos imediatos nos teores de C-orgânico, condutividade elétrica e pH do solo. A partir deste ponto, foram observados decréscimos de C-orgânico no decorrer dos dois anos agrícolas, cujos dados ajustaram-se a um modelo de cinética de primeira ordem. A redução na taxa de decréscimo, por ocasião da segunda aplicação do lodo de esgoto, evidenciou o acúmulo relativo de C-orgânico no solo, decorrente das aplicações sucessivas do resíduo. Não houve indícios de efeitos cumulativos sobre a condutividade elétrica em decorrência da segunda aplicação de lodo, o que evidencia estreita relação, em função do tempo, entre o comportamento dessa variável na camada de incorporação do lodo, a ocorrência de chuvas e a lixiviação de sais, demonstrada pelos aumentos na CE nas camadas subsuperficiais do solo. Para o pH, por ocasião da segunda aplicação do lodo, os incrementos foram menores do que os observados em 1996/97, evidenciando o poder de tamponamento do solo. O lodo de esgoto aumentou a capacidade de troca de cátions do solo, porém esse aumento não foi proporcional à dose aplicada, tampouco devido à segunda aplicação. As alterações na CTC foram mais bem explicadas pelas variações no pH do que pelos acréscimos de C-orgânico.

Estoques totais de carbono orgânico e seus compartimentos em argissolo sob floresta e sob milho cultivado com adubação mineral e orgânica

Os estoques de matéria orgânica do solo e seus compartimentos são importantes na disponibilidade de nutrientes, agregação do solo e no fluxo de gases de efeito estufa entre a superfície terrestre e a atmosfera. Os objetivos deste estudo foram: (a) avaliar os efeitos de sistemas de produção de milho sob adubação orgânica e mineral nos estoques totais de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT) e de compartimentos de carbono (C) orgânico, em um Argissolo Vermelho-Amarelo, e (b) estimar a contribuição desses sistemas no seqüestro ou emissão de CO2 atmosférico. Os sistemas de produção, durante 16 anos, constaram de combinações entre dois níveis (0 e 1) de composto orgânico, nas doses de 0 e 40 m³ ha-1 (AO), e três níveis (0, 1 e 2) de adubo mineral, nas doses de 0, 250 (AM1), e 500 kg ha-1 (AM2) da fórmula 4-14-8. Uma área sob Floresta Atlântica (FA) adjacente ao experimento foi amostrada e usada como referência de um estado de equilíbrio. Os sistemas de produção em que o composto orgânico foi adicionado apresentaram maiores estoques de COT, NT, carbono da fração leve (C FL) e carbono lábil (C L) do que os sistemas sem adubação ou apenas com adubação mineral, o que confirma a adubação orgânica como estratégia de manejo importante para a melhoria da qualidade do solo. No entanto, no solo sob FA, os estoques de COT, NT e dos compartimentos de C foram maiores do que aqueles observados nos sistemas de produção. Em virtude da maior sensibilidade, os estoques dos compartimentos do C FL e do C L foram reduzidos em maior intensidade do que os estoques de COT, razão por que podem ser usados como indicadores da interferência antrópica ou das mudanças no manejo sobre o estado da matéria orgânica do solo.

Atributos físicos e carbono orgânico de um Argissolo Vermelho sob sistemas de manejo

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicas e carbono orgânico de um Argissolo Vermelho, em Pelotas (RS), submetido a sistemas de manejo numa propriedade agrícola. Avaliaram-se densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade, granulometria, argila dispersa em água, diâmetro médio ponderado de agregados e infiltração de água, bem como carbono orgânico. Foram estudados os sistemas: plantio direto com três anos de condução, com aveia + ervilhaca no inverno e milho no verão; sistema convencional (uma aração e uma gradagem) com aveia como cobertura de inverno e milho no verão; sistema convencional, com ervilhaca + aveia no inverno e milho no verão, e campo nativo. Observou-se que o solo sob os sistemas convencionais apresentou maior porosidade total e macroporosidade na profundidade de 0,0-0,10 m e maior microporosidade na profundidade de 0,10-0,20 m. Os maiores valores de densidade do solo na profundidade de 0,0-0,10 m foi no solo sob plantio direto. Houve aumento do teor de carbono orgânico do solo no sistema plantio direto na camada de 0,0-0,10 m em relação aos outros sistemas avaliados, não resultando em aumento no diâmetro médio ponderado dos agregados.

Propriedades físicas e taxa de estratificação de carbono orgânico num Latossolo Vermelho após dez anos sob dois sistemas de manejo

Nos solos de textura argilosa e muito argilosa, a compactação das camadas superficiais constitui uma das limitações do solo sob plantio direto. Nestas condições, tem sido adotado o revolvimento periódico do solo. As rotações de culturas são indicadas para o manejo físico do solo em razão do maior aporte de matéria orgânica e bioporosidade do solo. O objetivo deste trabalho foi quantificar, num Latossolo Vermelho eutroférrico, algumas propriedades físicas, os teores e a taxa de estratificação do carbono orgânico do solo (COS), após dez anos da instalação de dois sistemas de manejo do solo. Os sistemas de manejo de solo estudados foram: plantio direto com rotação de culturas (PD) e plantio direto com sucessão de culturas, realizando a escarificação do solo antes da semeadura da cultura de verão (PDR). Maiores valores de densidade do solo foram observados no PD e de macroporosidade e porosidade total no PDR. Nos dois sistemas, o volume de macroporos foi maior que 10 %, indicando que as condições de aeração foram adequadas para as raízes das plantas. A curva de retenção de água indicou que o PDR retém mais água que o PD em elevados potenciais, sendo similares para potenciais menores que -0,008 MPa. A resistência do solo à penetração (RP) foi maior no PD até à profundidade de 0,20 m, independentemente da umidade do solo. A partir dos resultados, verificou-se que, no PD, sob condições similares de secamento do solo, os valores de RP foram maiores do que no PDR, podendo atingir valores críticos ao crescimento das plantas. Assim, estratégias de manejo para conservar a umidade no solo são necessárias para manter a RP abaixo de valores impeditivos às plantas. Os teores de C-orgânico do solo foram maiores no PD até 0,10 m de profundidade, enquanto de 0,10-0,40 m, foram constatados maiores valores no PDR. A taxa média de estratificação de COS foi de 1,73 no PD, enquanto no PDR foi de 1,24. Os resultados evidenciam que a maior concentração de COS no PD pode resultar em condições físicas mais estáveis às culturas.

Erosão hídrica em um Nitossolo Háplico submetido a diferentes sistemas de manejo sob chuva simulada. II - Perdas de nutrientes e carbono orgânico

Com a erosão hídrica, há o transporte de nutrientes para fora das lavouras e, com isso, pode ocorrer o empobrecimento dos solos e a contaminação do ambiente fora do local da erosão. Utilizando um simulador de chuvas de braços rotativos, foram aplicadas, no campo, três chuvas simuladas no cultivo do milho e três no de feijão, com intensidade constante de 64 mm h-1 e energia cinética de 0,2083 MJ ha-1 mm-1 , no Planalto Sul Catarinense, entre março de 2001 e abril de 2003, para avaliar as perdas de nutrientes e carbono orgânico (CO) pela erosão hídrica sobre os seguintes tratamentos de manejo do solo, em duas repetições: solo sem cultivo com uma aração + duas gradagens (SSC); cultivos de milho e feijão com uma aração + duas gradagens sobre resíduos dessecados (PCO); cultivos de milho e feijão em semeadura direta sobre resíduos dessecados em solo previamente preparado (SDI); cultivos de milho e feijão em semeadura direta sobre resíduos dessecados em solo nunca preparado (SDD), cultivos de milho e feijão em semeadura direta sobre resíduos queimados em solo nunca preparado (SDQ); e solo sem cultivo com campo nativo melhorado (CNM). Utilizou-se um Nitossolo Háplico alumínico argiloso, com inclinação média do terreno de 0,165 m m-1. As concentrações dos nutrientes e do CO nos sedimentos transportados por erosão foram maiores nos preparos conservacionistas do que nos convencionais, enquanto as perdas totais comportaram-se de maneira inversa. Na água da enxurrada, as concentrações e as perdas de NH4+ e NO3- diminuíram do cultivo do milho para o do feijão, enquanto as de P aumentaram. No caso do K, ocorreu redução da concentração e aumento das perdas. As taxas de empobrecimento do solo situaram-se, em geral, próximas de um para os nutrientes e para o CO. As concentrações dos nutrientes e do CO nos sedimentos transportados correlacionaram-se, linear e positivamente, com a composição química da camada de 0-0,025 m de profundidade do solo de onde o sedimento foi removido.

Efeito de leguminosas nos atributos físicos e carbono orgânico de um Luvissolo

A degradação de um solo sob cultivo é resultante, principalmente, de seu manejo inadequado, com reflexos nas baixas produtividades das culturas. Com a finalidade de avaliar o efeito de leguminosas nos atributos físicos e carbono orgânico (CO) de um Luvissolo, realizou-se, no município de Alagoinha (PB), um experimento entre 1997 e 1999, com as seguintes espécies: crotalária (Crotalaria juncea, L), guandu (Cajanus cajan,L), guandu anão (Cajanus cajan (L) Millsp), calopogônio (Calopogonium mucunoides, L), feijão-de-porco (Canavalia ensiforme, L), lab-lab (Dolichos lab lab, L), kudzu tropical (Pueraria phaseoloides, L), siratro (Macroptilium atropurpureum, L), leucena (Leucaena leucocephala, L), cunhã (Clitoria ternatea, L), mucuna preta (Styzolobium aterrimum, L), mucuna cinza (Styzolobium cinereum Piper e Tracy), e uma parcela com vegetação espontânea, como testemunha. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso em esquema de parcela subdividida, com distribuição de treze tratamentos principais na parcela (12 leguminosas + 1 testemunha) e três tratamentos secundários, representados pelas profundidades de coleta de amostras de solo (0,00-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,30 m), na subparcela, com três repetições. Na condição edafoclimática deste experimento, durante os três anos de trabalho, constatou-se que o emprego das leguminosas em relação à testemunha manteve inalterados o CO do solo, a densidade do solo, a porosidade total, a argila dispersa em água e a estabilidade dos agregados do solo.