Influência de diferentes sistemas de uso e manejo na coesão, resistência ao cisalhamento e óxidos de Fe, Si E Al em solo de tabuleiro costeiro de Alagoas

A tensão de cisalhamento e a coesão do solo constituem importantes propriedades físicas do solo, podendo ser influenciadas pelo sistema de manejo e óxidos de Fe, Si e Al do solo. Os efeitos de diferentes sistemas de manejo de solo cultivado com cana-de-açúcar na tensão de cisalhamento, ângulo de atrito interno, coesão do solo e nos teores de óxidos de Fe, Si e Al de um Argissolo Amarelo Coeso foram estudados em quatro áreas da Usina Triunfo, no Estado de Alagoas. Os tratamentos abrangeram: uma área irrigada, uma área não irrigada, uma com aplicação de vinhaça e uma sob floresta nativa, como condição original. Amostras foram tiradas de cada área a 0,2-0,4 m e 0,4-0,8 m de profundidade. Os sistemas sequeiro e irrigado promoveram os maiores aumentos na coesão, ângulo de atrito interno e resistência ao cisalhamento do solo. Os teores de água e de óxidos no solo influíram nos valores de coesão do solo, tendo sido os maiores valores deste atributo obtidos em solos com teores de água mais baixos e solos com maiores teores de óxidos.

Activity of phosphorus of synthetic Fe-K-P compounds in superphosphate fertilizers as affected by pH and ionic strength

The concentration of orthophosphate ions released from Fe-K-P compounds (Fe3KH8(PO4)6 .6H2O and Fe3KH14(PO4)8 .4H2O) present in superphosphates increases with pH, which initially suggests that the agronomic effectiveness of P fertilizers containing high amounts of these compounds would also increase with soil pH but studies considering activity, instead of concentration, are necessary. With this purpose, both compounds were synthesized under laboratory conditions, characterized by elemental chemical analysis, optical microscopy, X ray diffractometry, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), and used in a solubility study. Solutions of 0.01, 0.05 and 0.1 mol L-1 NaCl with pH adjusted to 3.0, 4.0, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 and 7.5 were prepared for the solubility study of H8-syn, H14-syn and a phosphate rock (PR) from Brazil. The orthophosphate activity as H2PO4- and HPO4(2-) was calculated in each situation as related to pH and ionic strength using software MINTEQ. The remaining precipitates after equilibrium were chemically analyzed and subjected to X ray, SEM and EDS. Results of chemical analysis and instrumental techniques confirmed the preparation method. The activity of orthophosphate ions of both compounds tended to decrease under increasing pH and/or ionic strength of the solution, which in turn suggests that an increase in the solution pH does not necessarily promote an increase in the P bioavailability for plant uptake. This can be important when evaluating agronomic data of P fertilizers with high contents of these two Fe-K-P compounds.

Determinação de Fe, Zn, Cu e Mn extraídos do solo por diferentes extratores e dosados por espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido e espectrofotometria de absorção atômica

Para aumentar a precisão nas análises químicas de fertilidade do solo e dosar simultaneamente vários elementos, alguns laboratórios vêm optando pelo uso da técnica da espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido (ICP), em detrimento da técnica da espectrofotometria de absorção atômica (EAA), hoje comumente utilizada nos laboratórios de análise de solos. Este trabalho, além de comparar as duas técnicas de dosagem quanto à precisão, à reprodutibilidade e à magnitude dos teores dos micronutrientes Fe, Zn, Cu e Mn, extraídos por Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA-TEA, objetivou, também, selecionar os comprimentos de onda que apresentam menores interferências espectrais no ICP. Foram utilizadas 36 amostras (0 a 0,2 m) de solos coletadas nos Estados de Minas Gerais e Bahia, com ampla variação nos teores de micronutrientes, sendo selecionados três solos para definir os comprimentos de onda do ICP e avaliar a precisão e a reprodutibilidade dos métodos de dosagem. Os comprimentos de onda com menores interferências espectrais no ICP foram: 259,939 nm para Fe em Mehlich-1 e DTPA-TEA e 234,349 nm em Mehlich-3; 213,857 nm para Zn e 324,752 nm para Cu nos três extratores; e 259,372 nm para Mn em Mehlich-1 e DTPA-TEA e 260,568 nm em Mehlich-3. Tanto o ICP quanto o EAA foram precisos e reprodutíveis nas dosagens de Fe e Mn, sendo o ICP, em virtude do seu menor limite de detecção, mais preciso e reprodutível nas dosagens de Zn e Cu. Os métodos de dosagem diferiram estatisticamente (p < 0,01) pelo teste de identidade aplicado, para as dosagens de Fe, Zn, Cu e Mn, utilizando Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA-TEA, comprometendo assim a interpretação dos resultados gerados pelo ICP, com base nos níveis críticos gerados a partir do EAA.

Coverage effects on the magnetism of Fe/MgO(001) ultrathin films

Different aspects of the structure-magnetism and morphology-magnetism correlation in the ultrathin limit are studied in epitaxial Fe films grown on MgO(001). In the initial stages of growth the presence of substrate steps, intrinsically higher than an Fe atomic layer, prevent the connection between Fe islands and hence the formation of large volume magnetic regions. This is proposed as an explanation to the superparamagnetic nature of ultrathin Fe films grown on MgO in addition to the usually considered islanded, or Vollmer-Weber, growth. Using this model, we explain the observed transition from superparamagnetism to ferromagnetism for Fe coverages above 3 monolayers (ML). However, even though ferromagnetism and magnetocrystalline anisotropy are observed for 4 ML, complete coverage of the MgO substrate by the Fe ultrathin films only occurs around 6 ML as determined by polar Kerr spectra and simulations that consider different coverage situations. In annealed 3.5 ML Fe films, shape or configurational anisotropy dominates the intrinsic magnetocrystalline anisotropy, due to an annealing induced continuous to islanded morphological transition. A small interface anisotropy in thicker films is observed, probably due to dislocations observed at the Fe¿MgO(001) interface.

Nickel incorporation in Fe(II, III) hydroxysulfate Green Rust: effect on crystal lattice spacing and oxidation products

Ni(II)-Fe(II)-Fe(III) layered double hydroxides (LDH) or Ni-containing sulfate green rust (GR2) samples were prepared from Ni(II), Fe(II) and Fe(III) sulfate salts and analyzed with X ray diffraction. Nickel is readily incorporated in the GR2 structure and forms a solid solution between GR2 and a Ni(II)-Fe(III) LDH. There is a correlation between the unit cell a-value and the fraction of Ni(II) incorporated into the Ni(II)-GR2 structure. Since there is strong evidence that the divalent/trivalent cation ratio in GR2 is fixed at 2, it is possible in principle to determine the extent of divalent cation substitution for Fe(II) in GR2 from the unit cell a-value. Oxidation forms a mixture of minerals but the LDH structure is retained if at least 20 % of the divalent cations in the initial solution are Ni(II). It appears that Ni(II) is incorporated in a stable LDH structure. This may be important for two reasons, first for understanding the formation of LDHs, which are anion exchangers, in the natural environment. Secondly, this is important for understanding the fate of transition metals in the environment, particularly in the presence of reduced Fe compounds.

Nitrogen incorporation effects in Fe(001) thin films

Nitrogen incorporates into Fe thin films during reactively sputtered TiN capping layer deposition. The influence that this nitrogen incorporation has both on the structure and magnetic properties is discussed for a series of Fe~001! thin films grown at different temperatures. A higher nitrogen content is accompanied by distortion in the Fe lattice and by reduction in the Fe magnetization saturation as well as in the effective anisotropy constant, K. The reduction of K brings as a consequence lowering in the coercive field with respect to equivalent Fe films with no nitrogen present.

Magnetization reversal and magnetic anisotropies in epitaxial Fe/MgO and Fe/MgO/Fe heterostructures grown on Si(001)

Epitaxial Fe/MgO heterostructures have been grown on Si(001) by a combination of sputtering and laser ablation deposition techniques. The growth of MgO on Si(001) is mainly determined by the nature of the interface, with large lattice mismatch and the presence of an amorphous layer of unclear origin. Reflection high energy electron diffraction patterns of this MgO buffer layer are characteristic of an epitaxial, but disordered, structure. The structural quality of subsequent Fe and MgO layers continuously improves due to the better lattice match and the burial of defects. A weak uniaxial in-plane magnetic anisotropy is found superimposed on the expected cubic biaxial anisotropy. This additional anisotropy, of interfacial nature and often found in Fe/MgO and Fe/MgO/GaAs(001) systems, is less intense here due to the poorer MgO/Si interface quality compared with that of other systems. From the evolution of the anisotropy field with film thickness, magnetic anisotropy is also found to depend on the crystal quality. Kerr measurements of a Fe/MgO multilayered structure grown on Si show two different switching fields, suggesting magnetic coupling of two of the three Fe layers. Nevertheless, due to the little sensitivity to the bottom Fe film, independent switching of the three layers cannot be ruled out.

Substâncias húmicas e suas interações com Fe e Al em Latossolo subtropical sob diferentes sistemas de manejo de pastagem

Sistemas de manejo de pastagem baseiam-se em geral na intensidade e pressão de pastejo, na roçada, no melhoramento da fertilidade do solo ou na queima da vegetação. Tendo em vista que o manejo do solo altera a dinâmica da matéria orgânica, este trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição do C, do N e das substâncias húmicas, bem como investigar as interações destas com os íons Fe e Al, em Latossolo Vermelho nos seguintes ambientes: pastagem nativa sem queima há 41 anos, pastagem nativa sem queima há oito anos, pastagem nativa com melhoramento da fertilidade do solo e mata nativa. Em amostras coletadas nas profundidades de 0-5, 0-20, 20-40 e 40-60 cm foi realizado o fracionamento químico da matéria orgânica do solo, caracterizadas as substâncias húmicas por espectroscopia de Espectrocospia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e quantificados os teores de Fe e Al coextraídos nas frações húmicas. O melhoramento da fertilidade do solo com calagem e adubação proporcionou, na camada superficial, aumento de 24 % do teor de C do solo em relação à pastagem nativa sem queima há oito anos e estimulou a formação de huminas. Nesta pastagem, as substâncias húmicas estavam presentes preferencialmente na forma de ácidos fúlvicos (9,4 g kg-1), enquanto na pastagem nativa sem queima há 41 anos os ácidos húmicos foram mais abundantes (11,2 g kg-1). Em todos os ambientes, o Fe associou-se preferencialmente aos ácidos húmicos, e o Al, aos ácidos fúlvicos. O melhoramento da fertilidade do solo representa alternativa sustentável em relação à prática da queima na condução de pastagens nativas.

Teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni E Co em solos de referência de Pernambuco

Metais pesados formam um grupo de elementos com particularidades relevantes e de ocorrência natural no ambiente, como elementos acessórios na constituição de rochas. Esses elementos, apesar de associados à toxidez, exigem tratamento diferenciado em relação aos xenobióticos, uma vez que diversos metais possuem essencialidade (Fe, Mn, Cu, Zn e Ni) e benefício (Co) comprovados para as plantas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi determinar os teores naturais dos metais Fe, Mn, Zn, Ni, Cu e Co nos solos de referência de Pernambuco. Foram coletadas amostras de solo nas três regiões fisiográficas (Zona da Mata, Agreste e Sertão), dos dois primeiros horizontes dos 35 solos de referência do Estado de Pernambuco. A digestão das amostras baseou-se no método 3051A (USEPA, 1998), e a determinação foi efetuada em ICP-OES. Correlações significativas foram estabelecidas entre os metais e entre estes e a fração argila do solo, em ambos os horizontes, indicando a associação comum da maioria dos metais com solos mais argilosos. A maioria dos solos apresentou teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co menores que os de solos de outras regiões do País, com litologia mais máfica, o que corrobora o fato de que os teores desses elementos são mais diretamente relacionados aos minerais Fe-magnesianos. Os resultados indicam baixo potencial dos solos de Pernambuco em liberar Cu, Co e Ni para plantas, enquanto deficiências de Zn, Fe e Mn são menos prováveis. Os teores naturais de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co determinados podem ser utilizados como base para definição dos Valores de Referência de Qualidade para os solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.

Induction of a geochemical barrier for As, Fe and S immobilization in a sulfide substrate

Acid mine drainage (AMD) is an environmental concern due to the risk of element mobilization, including toxic elements, and inclusion in the food chain. In this study, three cover layers were tested to minimize As, Fe and S mobilization from a substrate from former gold mining, containing pyrite and arsenopyrite. For this purpose, different layers (capillary break, sealant and cover layer) above the substrate and the induction of a geochemical barrier (GB) were used to provide suitable conditions for adsorption and co-precipitation of the mobilized As. Thirteen treatments were established to evaluate the leaching of As, Fe and S from a substrate in lysimeters. The pH, As, Fe, S, Na, and K concentrations and total volume of the leachates were determined. Mineralogical analyses were realized in the substrate at the end of the experimental period. Lowest amounts of As, Fe and S (average values of 5.47, 48.59 and 132.89 g/lysimeter) were leached in the treatments that received Na and K to induce GB formation. Mineralogical analyses indicated jarosite formation in the control treatment and in treatments that received Na and K salts. However, the jarosite amounts in these treatments were higher than in the control, suggesting that these salts accelerated the GB formation. High amounts of As, Fe and S (average values of 11.7, 103.94 and 201.13 g/lysimeter) were observed in the leachate from treatments without capillary break layer. The formation of geochemical barrier and the use of different layers over the sulfide substrate proved to be efficient techniques to decrease As, Fe and S mobilization and mitigate the impact of acid mine drainage.

Crystallization behaviour of some melt spun Nd-Fe-B alloys

The kinetics of crystallization of four amorphous (or partially amorphous) melt spun Nd-Fe-B alloys induced by thermal treatment is studied by means of differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy, In the range of temperatures explored experimentally, the crystallization process is thermally activated and generally proceeds in various stages. The Curie temperature and the crystallization behavior have been measured. The apparent activation energy of crystallization of most of the crystallization stages has been determined for each melt spun alloy. The explicit form of the kinetic equation that best describes the first stage of crystallization has been found. It follows in general the Johnson-Mehl-Avrami-Erofe'ev model, but clear deviations to that model occur for one alloy. Scanning electron microscopy demonstrates that preferentially hetereogeneous nucleation occurs at the ribbon surface which was in contact with the wheel. From crystallization kinetics results the lower part of the experimental time-temperature-transformation curves for all studied alloys are deduced and extrapolated to the high temperature limit of their range of validity, also deduced.