Sustainable development 20 years on from the earth summit: progress, gaps and strategic guidelines for Latin America and the Caribbean

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Sustainable development 20 years on from the earth summit: progress, gaps and strategic guidelines for Latin America and the Caribbean. Summary

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Discharge pulses of hydroelectric dams and their effects in the downstream limnological conditions: A case study in a large tropical river (SE Brazil)

To address daily fluctuations in electricity demands, the quantities of water passing through the turbines of hydropower plants can vary significantly (up to fourfold) during a 24-h cycle. This study evaluates the effects of hourly variations in water discharges on the limnological conditions observed in two below-dam river stretches. The study reservoirs, Capivara and Taquaruçu, are the 9th and 10th reservoirs in a cascade of dams in the Paranapanema River in south-east Brazil. The reservoirs exhibit different trophic conditions, water retention times, thermal regimes and spillway positions. Capivara Reservoir is deeper, meso-eutrophic, with a high water retention time and hypolimnetic discharges (32 m) varying between 500 and 1400 m3 s-1. In contrast, Taquaruçu Reservoir is relatively shallow, oligo-mesotrophic, and has a low retention time, with water discharges varying between 500 and 2000 m3 s-1. Its turbine water intake zone also is more superficial (7 m). For two periods of the year, winter and summer, profiles of limnological measurements were developed in the lacustrine (above-dam site) zones of the reservoirs, as well as in the downstream river stretches (below-dam site). In both cases, the sampling was carried out at 4-h intervals over a complete nictemeral cycle. The results demonstrated that the reservoir operating regime (water discharge variations) promoted significant differences in the conditions of the river below the dams, especially for water velocity, turbidity, and nutrient and suspended solids concentrations. The reservoir physical characteristics, including depth, thermal stratification and outlet structure, are also key factors influencing the limnology and water quality at the below-dam sampling sites. In the case of Capivara Reservoir, for example, the low dissolved oxygen concentration (<5.0 mg L-1) in its bottom water layer was transferred to the downstream river stretches during the summer. These study results demonstrated that it is important to continue such investigations as a means of verifying whether or not these high-amplitude/low-frequency variations could negatively affect the downstream river biota. © 2009 The Authors. Journal compilation © 2009 Blackwell Publishing Asia Pty Ltd.

Study of biosorption of rare earth metals (La, Nd, Eu, Gd) by Sargassum sp. biomass in batch systems: Physicochemical evaluation of kinetics and adsorption models

This work evaluated kinetic and adsorption physicochemical models for the biosorption process of lanthanum, neodymium, europium, and gadolinium by Sargassum sp. in batch systems. The results showed: (a) the pseudo-second order kinetic model was the best approximation for the experimental data with the metal adsorption initial velocity parameter in 0.042-0.055 mmol.g -1.min-1 (La < Nd < Gd < Eu); (b) the Langmuir adsorption model presented adequate correlation with maximum metal uptake at 0.60-0.70 mmol g-1 (Eu < La < Gd < Nd) and the metal-biomass affinity parameter showed distinct values (Gd < Nd < Eu < La: 183.1, 192.5, 678.3, and 837.3 L g-1, respectively); and (c) preliminarily, the kinetics and adsorption evaluation did not reveal a well-defined metal selectivity behavior for the RE biosorption in Sargassum sp., but they indicate a possible partition among RE studied. © (2009) Trans Tech Publications.

Optical and transport properties of rare-earth trivalent ions located at different sites in sol-gel SnO2

Photoluminescence and photo-excited conductivity data as well as structural analysis are presented for sol-gel SnO2 thin films doped with rare earth ions Eu3+ and Er3+, deposited by sol-gel-dip-coating technique. Photoluminescence spectra are obtained under excitation with various types of monochromatic light sources, such as Kr+, Ar+ and Nd:YAG lasers, besides a Xe lamp plus a selective monochromator with UV grating. The luminescence fine structure is rather different depending on the location of the rare-earth doping, at lattice symmetric sites or segregated at the asymmetric grain boundary layer sites. The decay of photo-excited conductivity also shows different trapping rate depending on the rare-earth concentration. For Er-doped films, above the saturation limit, the evaluated capture energy is higher than for films with concentration below the limit, in good agreement with the different behaviour obtained from luminescence data. For Eu-doped films, the difference in the capture energy is not so evident in these materials with nanoscocopic crystallites, even though the luminescence spectra are rather distinct. It seems that grain boundary scattering plays a major role in Eu-doped SnO2 films. Structural evaluation helps to interpret the electro-optical data. © 2010 IOP Publishing Ltd.

Study of the influence of the rare earth elements (Ce3+ and Ce4+) concentration on the siloxanes coating applied on the copper surface

This work studied the influence of the rare earth (Ce3+ and Ce4+) elements concentration in polysiloxane flints deposited on copper by dip-coating process, and evaluated their resistance in a 3.5 wt.% NaCl medium. Classical electrochemistry techniques were used as open circuit potential, polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The results revealed that by adding low concentration of Ce4+ ions, the coating prevents the electrolyte uptake any longer retarding the substrate degradation consequently. ©The Electrochemical Society.

Piezoresponse force microscopy characterization of rare-earth doped BiFeO3 thin films grown by the soft chemical method

The multiferroic behavior with ion modification using rare-earth cations on crystal structures, along with the insulating properties of BiFeO3 (BFO) thin films was investigated using piezoresponse force microscopy. Rare-earth-substituted BFO films with chemical compositions of (Bi 1.00-xRExFe1.00O3 (x=0; 0.15), RE=La and Nd were fabricated on Pt (111)/Ti/SiO2/Si substrates using a chemical solution deposition technique. A crystalline phase of tetragonal BFO was obtained by heat treatment in ambient atmosphere at 500 °C for 2 h. Ion modification using La3+ and Nd3+ cations lowered the leakage current density of the BFO films at room temperature from approximately 10-6 down to 10-8 A/cm2. The observed improved magnetism of the Nd3+ substituted BFO thin films can be related to the plate-like morphology in a nanometer scale. We observed that various types of domain behavior such as 71° and 180° domain switching, and pinned domain formation occurred. The maximum magnetoelectric coefficient in the longitudinal direction was close to 12 V/cm Oe. © 2012 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l.

A compound model for the origin of Earth's water

One of the most important subjects of debate in the formation of the solar system is the origin of Earth's water. Comets have long been considered as the most likely source of the delivery of water to Earth. However, elemental and isotopic arguments suggest a very small contribution from these objects. Other sources have also been proposed, among which local adsorption of water vapor onto dust grains in the primordial nebula and delivery through planetesimals and planetary embryos have become more prominent. However, no sole source of water provides a satisfactory explanation for Earth's water as a whole. In view of that, using numerical simulations, we have developed a compound model incorporating both the principal endogenous and exogenous theories, and investigating their implications for terrestrial planet formation and water delivery. Comets are also considered in the final analysis, as it is likely that at least some of Earth's water has cometary origin. We analyze our results comparing two different water distribution models, and complement our study using the D/H ratio, finding possible relative contributions from each source and focusing on planets formed in the habitable zone. We find that the compound model plays an important role by showing greater advantage in the amount and time of water delivery in Earth-like planets. © 2013. The American Astronomical Society. All rights reserved.

Distribution and availability of copper, iron, manganese and zinc in the archaeological black earth profile from the Amazon region

Os solos de terra preta arqueológica são ricos em matéria orgânica, contêm fragmentos cerâmicos e artefatos líticos e apresentam nutrientes em concentrações mais elevadas do que outros tipos de solos. Com o intuito de contribuir com informações sobre concentrações de micronutrientes disponíveis em solos de terra preta, foram avaliadas através de extrações químicas sequenciais, a distribuição e disponibilidade de Cu, Fe, Mn e Zn em um perfil de terra preta arqueológica no município de Juruti, estado do Pará. As maiores concentrações de Cu, Fe, Mn e Zn no perfil são encontradas na fração residual. Este estudo mostrou que ferro, manganês e zinco são preferencialmente disponíveis a partir das frações, associados aos óxidos de Fe-Mn, variando de 1265,39 a 1818,12 mg kg^-1, 0,83 a 48,51 mg kg^-1 e 1,92 a 12,05 mg kg^-1, respectivamente, e o cobre a partir da matéria orgânica, variando de 0,13 a 0,45 mg kg^-1.

Nutrients in Amazonian Black Earth from Caxiuanã Region

Padrões de dispersão de nutrientes em terra preta Amazônica (TPA) podem dar informações sobre atividades antrópicas dos habitantes da Amazônia. Estudos sobre pH, fósforo disponível (P), matéria orgânica (MO) e os cátions trocáveis, Ca²⁺ e Mg²⁺, foram realizados em amostras de solos dos horizontes A₁ e A₂ ao longo de uma área com TPA (norte-sul e leste-oeste) em um sítio arqueológico denominado Ilha de Terra, na Unidade de Conservação Floresta Nacional de Caxiuanã, Município de Melgaço, Brasil. Os resultados indicaram que a MO e o Ca são os que apresentam maior dispersão. Correlações mais elevadas foram encontradas entre OM-Ca-Mg às proximidades da área central e levam a inferir que a dispersão geoquímica de MO, Ca, Mg e P em sítios arqueológicos com TPA está relacionada com atividades humanas pregressas.

Ensino de geografia: utilização de recursos computacionais (Google Earth) no ensino médio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mineralogy and chemistry of archaeological ceramic fragments from archaeological Dark Earth site in Colombian Amazon

Vários sítios arqueológicos de Terra Preta Arqueológica (TPA) encontrados na floresta Amazônica Colombiana também contêm alto conteúdo de fragmentos cerâmicos semelhantes aqueles da Amazônia Brasileira, como mostra o sítio Quebrada Tacana. Seus fragmentos cerâmicos são amarelo a cinza, exibem matriz argilosa calcinada envolvendo fragmentos de cariapé, carvão e partículas de cinza, grãos de quartzo e micas. A matriz é composta de metacaulinita a material amorfo, quartzo, folhas de micas, clorita e sepiolita. Cariapé e cauixi são constituídos de cristobalita, da mesma forma o carvão e as cinzas. Embora não detectados pela difração de raios x, os fosfatos devem estar presentes, pois foram detectados teores de P2O5 de até 2,90 %, possivelmente como fosfatos de alumínio, já que o conteúdo de Ca está abaixo 0,1 %, o que elimina a possibilidade da presença de apatita. Estas características mineralógicas e químicas permitem relacionar estes fragmentos cerâmicos com aqueles encontrados nos sítios de TPA no Brasil e reforça o fósforo como um importante componente químico, originado pelo contato dos vasos cerâmicos com os alimentos do cotidiano dos povos amazônicos pré-históricos.

The ceramic artifacts in archaeological black earth (terra preta) from Lower Amazon Region, Brazil: chemistry and geochemical evolution

Neste trabalho realizou-se a caracterização química de fragmentos de artefatos cerâmicos encontrados em sítios arqueológicos com terra preta no Baixo Amazonas (Cachoeira-Porteira, Pará, Brasil), representativos da cultura Konduri (de 900 a 400 anos AP). Esses fragmentos são constituídos de SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, Na₂O e P₂O₅, sendo que SiO₂ e Al₂O₃, juntos, perfazem mais de 80 % em peso. Os teores de P₂O,₅ são relativamente elevados (2,37 % em média) sob a forma de (Al,Fe)-fosfatos, incomuns em cerâmicas vermelhas primitivas, mas encontrados em algumas cerâmicas arqueológicas egípcias e romanas. As concentrações dos elementos traços são comparáveis ou mesmo inferiores ao nível crustal, embora a composição total seja próxima a mesma. A composição química (exceto P₂O₅) em conjunto com os dados mineralógicos e texturais indicam material saprolítico derivado de rochas ígneas félsicas ou rochas sedimentares como matéria-prima das cerâmicas. Os teores de K, Ca e Na mostram que os feldspatos e fragmentos de rochas foram adicionados ao material argiloso, como sugerido pela mineralogia. Os altos teores de sílica respondem pela presença de cauixi, cariapé e/ou areias quartzosas. Fósforo deve ter sido incorporadoà matriz argilosa da cerâmica, quando do cozimento de alimentos nos vasos cerâmicos, e ainda, em parte, durante a formação do perfil de solo tipo ABE sobre Latossolos Amarelos. A matéria prima e os temperos (cauixi, cariapé, rochas trituradas e fragmentos de vasos cerâmicos descartados) encontram-se disponíveis próximos aos sítios até a atualidade, e, portanto foram a área fonte dos mesmos para a confecção dos artefatos cerâmicos.

The ceramic artifacts in archaeological black earth (terra preta) from lower Amazon region, Brazil: Mineralogy

Sítios arqueológicos com Terra Preta, denominados de Terra Preta de Índio ou ainda Terra Preta Arqueológica (TPA) são muito freqüentes na Amazônia. As TPA geralmente contém fragmentos de vasos cerâmicos, por vezes abundantes, além de líticos, que são materiais de grande importância para os estudos arqueológicos. Para consubstanciar esses estudos, realizou-se pesquisas mineralógicas e químicas em fragmentos cerâmicos provenientes de dois sítios arqueológicos da região de Cachoeira-Porteira, Estado do Pará. Os fragmentos foram classificados segundo seus principais temperos em: cauixi, cariapé, areia+feldspatos e caco de vaso cerâmico. Mineralogicamente são compostos de quartzo, minerais de argila calcinados (especialmente caulinita), feldspatos (albita e microclínio), hematita, goethita, maghemita, variscita-estrengita, fosfatos amorfos, anatásio, e raramente apatita, rhabdophana e óxidos de Mn e Ba. Cauixi e cariapé são componentes orgânicos silicosos e amorfos a DRX. A composição mineralógica e a morfologia dos seus grãos indicam saprólito (material argiloso rico em quartzo) derivado de rochas ígneas félsicas de granulação fina ou rochas sedimentares ricas em argilominerais como matéria-prima dos vasos cerâmicos. Neste material argiloso cauixi, cariapé e/ou areias, ricas em sílica, foram intencionalmente adicionados. O elevado conteúdo de fosfatos de Al-Fe, amorfos ou como de baixa cristalinidade, originou-se a partir do contato entre a matriz argilosa da parede do vaso cerâmico com a solução aquosa quente durante o cozimento diário de alimentos de origem animal (principal fonte de fósforo). A cristalização dos fosfatos deve ter prosseguida mesmo depois que os vasos foram descartados, e juntos com os restos de matéria orgânica vegetal e animal incorporaram-se aos solos residuais. Participaram desta forma na formação dos solos tipo TPA.

Characterization and distribution of pyrogenic carbon in a fraction of archaeological black earth from Caxiuanã

This study aims to determine the atomic ratio of O/C in an archaeological black earth (ABE) profile of the Ilha de Terra site, a region of Caxiuanã in the Pará State, Brazil, to determine the types of pyrogenic carbon (PyC) particles and to infer the source of biomass and burning temperature necessary to produce the PyC. The O/C ratios were monitored using scanning electron microscopy combined with energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS). The results indicated atomic ratios for clay, silt and fine sand fractions that were between those registered for the PyC particles types: condensed combustion (CC) (0.09, 0.1, 0.13), charcoal (0.32, 0.31, 0.34) and char (0.43, 0.45, 0.52). CC is the predominant type of particle found because of the high firing temperature (> 350 °C), which is consistent with the probable biomass sources of wood, cellulose and lignin.