Characterization of organic matter from composting of different residues by physicochemical and spectroscopic methods

Chemical and spectroscopic methods were used to characterize organic matter transformations during the composting process. Four different residue mixtures were studied: P1 - garden trimmings (GT) only, P2 - GT plus fresh cattle manure, P3 - GT plus orange pomace and P4 - GT plus filter cake. The thermophilic phase was not reached in PI compost, but the P2, P3 and P4 composts showed all three typical process phases. The thermophilic phase and CEC/C ratio stabilized after 90 days, while C/N ratio and the ash content stabilized after 60 days. The increasing E(4)/E(6) ratio indicated oxidation reactions occurring during the process in the material from P2, P3 and P4. The (13)C NMR and FTIR results suggested extraction of both pectin and lignin in the HA-like fraction. The CEC/C ratio, temperature and E(4)/E(6) ratio showed that within 90 days P2, P3 and P4 composts were humified. However, material from P1 did not show characteristics of humified compost. From these data, it is apparent that C/N ratio and ash content are not reliable methods for monitoring the composting process. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Modificação estrutural de bentonitas nacionais : caracterização e estudos de adsorção

São apresentados os aspectos teóricos, práticos e bibliográficos envolvidos no desenvolvimento da tese de doutorado intitulada Modificação estrutural de bentonitas nacionais: caracterização e estudos de adsorção. O trabalho consistiu no desenvolvimento de um material adsorvente a partir de bentonitas, do tipo montmorilonitas, modificadas estruturalmente com o objetivo de aumentar sua capacidade de adsorção de poluentes, orgânicos e inorgânicos. O estudo visa incrementar o valor agregado deste recurso mineral e insere-se na área de tratamento de efluentes líquidos usando adsorventes não tradicionais, eficientes e de baixo custo em substituição ao carvão ativado ou às resinas de troca iônica. Foram estudadas as propriedades físicas e químicas; distribuição de tamanho de partículas, área superficial, potenciais eletrocinéticos, capacidade de troca catiônica, composição mineralógica, morfologia superficial e espaçamento basal, bem como as propriedades adsorptivas dos argilominerais não tratados e modificados, não modificadas e pilarizadas respectivamente. Também são discutidos os mecanismos de adsorção envolvidos e o desenvolvimento de um reator contínuo (adsorção em flocos) e de separação sólido/líquido. As modificações estruturais dos argilominerais foram realizadas via homoionização com cloreto de cálcio e posterior intercalação com compostos orgânicos com ação quelante de metais. A FENAN, bentonita obtida pela intercalação com Orto Fenantrolina (OF), foi a que apresentou melhor viabilidade técnica em termos de adsorção, adsorção/dessorção, floculação e de acumulação de poluentes na forma floculada e não floculada. Adicionalmente os estudos de reversibilidade da intercalação revelaram a alta estabilidade da OF na FENAN, em soluções fortemente ácidas, onde aproximadamente 90% da OF permanece ligada à superfície da argila. A quantidade de OF adsorvida na forma de unidades micelares foi de 112 mg por grama de bentonita a pH 8,5 ± 0,5. A caracterização das bentonitas, via difração de Raios X, análise térmica, microscopia eletrônica de varredura e por microscopia de força atômica, revelou que as FENAN possuem um comportamento estrutural muito estável ao longo da seqüência de adsorção/dessorção e que após a adsorção de poluentes inorgânicos, o quelato metálico formado apresenta alta estabilidade dentro da estrutura da organobentonita. A capacidade de acumulação alcançada nas FENAN foi de 110 mg de Cu/g de bentonita, valor superior à de diversos materiais adsorventes alternativos propostos em outros trabalhos similares. Os estudos de acumulação das FENAN floculadas – FENANFLOC, indicaram que a presença de floculante, na quantidade utilizada, não afeta significativamente a capacidade de remoção das bentonitas modificadas. Este comportamento apresentado, permitiu o desenvolvimento do Reator Expandido de Flocos Adsorventes (REFA), cujas características e parâmetros operacionais são discutidos em detalhe. Finalmente, os resultados são discutidos em termos dos fenômenos interfaciais envolvidos e dos potenciais práticos deste novo adsorvente e da nova técnica de adsorção em flocos no REFA.

Soil CO2 emission and its relation to soil properties in sugarcane areas under Slash-and-burn and Green harvest

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Culturas de cobertura e sua influência na fertilidade do solo sob sistema de plantio direto (SPD)

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

Small relief shape variations influence spatial variability of soil chemical attributes

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

Atributos do solo sob pastagens em sistema de sequeiro e irrigado

A pecuária é uma das atividades econômicas mais importantes da região do cerrado, sendo que o sucesso dessa atividade é dependente do sistema de manejo e de gramíneas forrageiras adaptadas às condições edafoclimáticas da região. Objetivou-se, neste tabalho, avaliar os atributos do solo em áreas sob pastagens com capim-Tanzânia (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia) e braquiarão [Brachiaria brizantha (Hochst ex A. Rich.) Stapf. cv. Marandu], em sistema de sequeiro e irrigado no município de Rio Verde, GO. O experimento foi instalado no Centro Tecnológico Comigo, em um Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico típico, em 16 parcelas com 450m² cada. Adotou-se o delineamento em blocos completamente casualisados, referindo-se aos quatro tratamentos: capim-Tanzânia e braquiarão com e sem irrigação, com quatro repetições. Foram realizadas análises de atributos físicos (estabilidade de agregados) e químicas (pH, cálcio, magnésio, potássio, fósforo, acidez potencial, capacidade de troca catiônica, saturação por bases e conteúdo de matéria orgânica). Os atributos químicos variaram em ambas as profundidades, decorrentes principalmente da ação da calagem e adubação do solo independente da ausência ou presença de irrigação. Os tratamentos com capim-Tanzânia e braquiarão sem irrigação apresentaram os maiores teores de matéria orgânica e tiveram os maiores valores do diâmetro médio geométrico (DMG). A maior porcentagem dos agregados ficou retida na peneira de > 2,0mm de malha. A irrigação não afetou a produção de massa seca do capim-Tanzânia e braquiarão.

Efeito do lodo de esgoto e nitrogênio na nutrição e desenvolvimento inicial da mamoneira

Aiming to evaluate the application effect of different sewage sludge ( SS) doses, with and without nitrogen addition, in the castorbean initial development, one experiment was installed in an entirely randomized experimental design, in split-plot scheme 5 X 2, constituted of five sewage sludge doses (0, 4, 8, 16 e 32 Mg ha(-1)) and nitrogen addition or not (15 kg ha(-1)), with five replications. The experimental unit was constituted of plastic bags with capacity of 3,5 dm(3) of soil. Fifty days after emergency it was evaluated height of plants, dry matter of the aerial part, nutrient content in the aerial part, soil electrical conductivity and soil chemical analysis. The SS doses promoted increase in the height of plants and dry matter of castorbean. The concentration of N, K, Mg and S and also the micronutrients Cu, Fe, Mn and Zn in the aerial part of the plants also suffered a positive effect with SS doses, the same didn't occur for the P and Ca concentrations. N addition increased the concentration of N, S, Cu and Zn in the plants. The SS did not present significant effect over pH levels, phosphorous, potassium, calcium, magnesium, organic matter and soil cation exchange capacity after the experiment conduction period.

Estudo comparativo entre a pirólise do polietileno de baixa densidade, utilizando vermiculita modificada e SBA-15

Catalytic processes are widely present in everyday life. This results in large number of studies seeking materials that may combine the low cost catalytic efficiency. Based on this assumption, the clays have long been used as catalysts, with its huge availability, diversity and possibility of improving their properties from structural changes, primarily responsible for this great use. Among the natural clays, vermiculite due to their characteristic properties (high cation exchange capacity and expansion), is suitable for various applications including as catalysts and catalyst supports. In this work, the acid leaching of clay vermiculite was performed, coming from Santa Luzia-PB, with nitric acid (2, 3 and 4 mol / L) and subsequent calcination of the materials obtained. The materials were named as Vx/400, where x is the acid concentration employed and 400 used in calcination temperature. The effectiveness of changes made was determined by XRD techniques, FT-IR, EDS, TG/DTG, nitrogen physisorption and DTP of n-butylamine. Acid leaching has improved some properties of the clay - specific area and acidity - but the control of the acid concentration used is of vital importance, since the highest concentration caused the partial destruction of vermiculite entailing a decline in their properties. For analysis of the catalytic activity of the modified clay was made a comparative study with the SBA -15 mesoporous materials, synthesized via hydrothermal method, using the pyrolysis of low density polyethylene (LDPE). The results showed that the acid plays a fundamental role in the conversion of the polymer into smaller molecules, the material V3/400 was more selective for the source monomer (ethylene) due to their increased acidity, which promotes more breaks bonds in the polymeric chain, while materials and V0/400 V2/400, lower acidity, showed higher selectivity to light hydrocarbons, the range of fuel (41.96 and 41.23%, respectively), due to less breakage and secondary condensation reactions chains; already V4/400 SBA-15/550 and resulted in lower percentages of light hydrocarbons and the partial destruction of the structure and low acidity, respectively, responsible for the inefficiency of materials

Variabilidade espacial de MO, P, K e CTC do solo sob diferentes usos e manejos

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

Recuperação de área degradada por construção de hidroelétrica com adubação verde e corretivo

As áreas de empréstimo em hidrelétricas são as áreas remanescentes da construção da fundação da barragem e podem ser consideradas áreas degradadas, pois delas foram retirados os horizontes superficiais do solo. Este trabalho teve como objetivo estudar a recuperação de um Latossolo Vermelho distrófico, degradado por construção civil (Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira-SP), por meio de adubação verde e aplicação de calagem e gessagem. Os tratamentos constituíram-se de: testemunha (solo mobilizado e vegetação espontânea); mucuna-preta e guandu até 1994. Depois foram substituídos por feijão-de-porco; calcário + mucuna-preta; calcário + guandu até 1994. Nova substituição foi feita por feijão-de-porco; calcário + gesso + mucuna-preta e calcário + gesso + guandu até 1994. Outra substituição foi feita por feijão-de-porco. Esses tratamentos foram estabelecidos em blocos casualizados com quatro repetições: após quatro anos com os adubos verdes, um ano com milho, um ano com aveia-preta e dois anos com braquiária. Foram avaliados: pH, teores de Ca2+, Mg2+, P, K, capacidade de troca catiônica, saturação por bases e teor de matéria orgânica. Os tratamentos adotados estão recuperando os atributos químicos do solo degradado, e a mucuna-preta apresentou os melhores resultados, quando comparada ao guandu e feijão-de-porco. Os efeitos da recuperação dos atributos químicos do solo alcançaram a profundidade de 0,0-0,2 m. As técnicas adotadas para recuperação desses atributos químicos (adubação verde, calagem e gessagem) no primeiro ano atingiram a profundidade do solo de 0,0-0,1 m e, somente após cinco anos, de 0,0-0,2 m.

Influence of organic-mineral fertilization of an oxisol on soil chemical properties and Bracharia brizantha production

A utilização de fertilizante organomineral da indústria produtora dos aminoácidos lisina e treonina pode melhorar a fertilidade de solos tropicais. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes dosagens do fertilizante organomineral denominado Ajifer L-14 nos atributos químicos e no aumento de produção de forragem de um Latossolo Vermelho do noroeste paulista. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, com sete tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: T1- testemunha (sem aplicação de Ajifer L-14); T2- testemunha com vegetação natural; T3- adubação mineral de acordo com a necessidade da cultura e a análise do solo (usando 1,35 kg de ureia, 2,20 kg de superfosfato simples e 0,51 kg de KCl por parcela, o que corresponde a 60 kg de N, 40 kg de P2O5 e 30 kg ha-1 de K2O, respectivamente); T4- adubação com Ajifer L-14 de acordo com a recomendação da análise química do solo (40 L parcela-1, o que corresponde a 60 kg ha-1 N); T5- adubação com Ajifer L-14 em dosagem 50 % acima da recomendação (60 L parcela-1, o que corresponde a 90 kg ha-1 N; T6- adubação com Ajifer L-14 em dosagem 50 % abaixo da recomendação (20 L parcela-1, o que corresponde a 30 kg ha-1 N); T7- adubação com Ajifer L-14 em dosagem 25 % acima da recomendação (50 L parcela-1, o que corresponde a 75 kg ha-1 N); e T8- adubação com Ajifer L-14 em dosagem 25 % abaixo da recomendação (30 L parcela-1, o que corresponde a 45 kg ha-1 N). Nas profundidades de 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m, avaliaram-se os seguintes atributos químicos do solo:, teor de matéria orgânica (MO), pH, K+, Ca2+, Mg2+, capacidade de troca catiônica (CTC), acidez potencial e saturação por bases. A aplicação do fertilizante organomineral não influenciou os atributos químicos do solo. Na análise de regressão, houve relação polinomial entre as doses de aplicação do fertilizante organomineral e a produção de massa seca e proteína bruta de Bracharia brizantha.

Revegetation and Soil Management Effects on Chemical Properties of a Saprolite Resulting from Deep Soil Removal

During the building of a hydroelectrical power plant at Ilha Solteira in the Parana River (Brazil), materials of a highly weathered soil Oxisol were extracted from a depth between 5 and 8 m for engineering works. This resulted in an abandoned depression area. The topsoil was not salvaged and the open pit was not backfilled, and as result vegetation hardly or not at all recovered. on the residual saprolite materials, an experimental field was established to assess different soil rehabilitation treatments. Field experiments were initiated in 1992. After soil tillage, two different crops and three different liming strategies were compared, giving six combinations. In addition, two uncropped control treatments, tilled and no-tilled, were established so that a total of eight treatments were assessed. The experimental design consisted of four randomized experimental blocks, which included a total of 32 plots with a plot area of 100 m(2). This experiment was used to study the effectiveness of the soil-reclamation treatments after a 9-year period. Soil samples were taken at three different depths (0-10, 10-20, and 20-40 cm), and they were analyzed routinely for pH, organic-matter content, and cation exchange capacity (CEC). Revegetation of the abandoned saprolite material increased soil organic-matter content and cation exchange capacity (CEC), and to some extent small differences between treatments were evidenced. Exchangeable calcium (Ca) and magnesium (Mg) recovered faster than organic-matter content. A significant linear relationship was found between organic-matter content and CEC, suggesting continued addition of organic material will further approach the value of these parameters to those levels corresponding to natural soils under "Cerrado" vegetation.

Caracterização da matéria-prima cerâmica da Mina Tabajara (Limeira, SP)

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

Distribuição de mercúrio em diferentes solos da Bacia do médio Rio Negro-AM: influência da matéria orgânica no ciclo biogeoquímico do mercúrio

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

Relações solo-paisagem em topossequência de origem basáltica

Variações nos atributos do solo dependem da posição do solo na paisagem e processos de drenagem, erosão e deposição. Este estudo objetivou avaliar os atributos físicos e químicos do solo, em uma topossequência de origem basáltica, na região de Batatais (SP). A área possui relevo aplanado e altitude oscilando entre 740 m e 610 m, em região dominada por basaltos. Foi estabelecido caminhamento de 3.000 m, a partir do espigão da vertente, no seu declive mais suave. As superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos e estratigráficos, com base em intensas investigações detalhadas de campo. Foram coletadas amostras laterais aos perfis modais representativos das diversas superfícies geomórficas (S.G.) da topossequência (S.G. I = topo; S.G. II = meia encosta e sopé de transporte; S.G. III = ombro e sopé de deposição), totalizando 142 amostras. Além disto, foram abertas trincheiras, nos segmentos de vertente inseridos nas superfícies geomórficas mapeadas. As amostras coletadas foram analisadas quanto à densidade do solo, textura, bases trocáveis (Ca2+, K+ e Mg2+), soma de bases, capacidade de troca catiônica, saturação por bases, pH (água e KCl), SiO2, Al2O3, Fe2O3 (ataque por H2SO4), óxidos de Fe livres extraídos com ditionito-citrato-bicarbonato e Fe mal cristalizado extraído com oxalato de amônio. Os resultados revelaram que os solos oriundos de basalto apresentaram atributos físicos e químicos com comportamento dependente das formas do relevo. Com o uso de técnicas estatísticas multivariadas, foi possível distinguir três diferentes ambientes, que equivalem às três superfícies geomórficas.