Mineralização de palha de milho e adsorção de carbono, cálcio, magnésio e potássio em substratos com caulinita natural e goethita sintética

Carbono e nutrientes liberados na decomposição de resíduos orgânicos podem sofrer vários tipos de interação com diferentes componentes da fase mineral, alterando sua dinâmica no solo. Com o objetivo de avaliar a retenção de carbono, Ca2+, Mg2+ e K+ em caulinita natural e goethita sintética, foi realizado um experimento com mistura de palha de milho em substratos inorgânicos preparados com areia e quantidades conhecidas de cada componente. Nesses substratos, foram realizadas percolações com água destilada aos 7, 15, 33, 68 e 113 dias de incubação, em temperatura ambiente, sendo as massas dos elementos liberados acumuladas no tempo. Após duzentos dias de incubação, foi determinado o carbono orgânico total que permaneceu nos substratos. A soma das massas de Ca2+, Mg2+, K+ e carbono, liberados com a água de percolação, foi inversamente relacionada com a massa dos componentes inorgânicos nos substratos, exceto para o K+ nos substratos com goethita. A caulinita e a goethita apresentaram diferente retenção do Ca2+, Mg2+ e K+ liberados, independentemente da área superficial, o que pode estar relacionado com suas distintas características eletroquímicas superficiais. A goethita foi mais efetiva do que a caulinita em reter carbono da solução do solo e acumular carbono orgânico total, sendo sua maior reatividade diretamente relacionada com sua superfície específica.

Variabilidade de goethita e hematita via dissolução redutiva em solos de região tropical e subtropical

Dezenove amostras de horizontes B latossólicos, uma de B plíntico, uma de B incipiente e uma de horizonte Cr foram submetidas a dissoluções seletivas da goethita e da hematita por ditionito-citratro-bicarbonato de sódio a 20 ºC em intervalos de tempo entre 5 e 3.840 minutos. O diâmetro médio do cristal (DMC), área superficial específica (ASE) e substituição do ferro por Al (substituição por Al3+) da goethita e da hematita nas amostras foram estimados, por difratometria de raios X (DRX), em subamostras não tratadas e em subamostras tratadas selecionadas ao longo das dissoluções seletivas. O controle das fases de goethita e hematita que persistiram após cada etapa da dissolução seletiva foi realizado pelo método da difratometria diferencial de raios X (DDRX). A cinética dissolutiva dos cristais foi descrita por meio da segmentação das curvas de dissolução do ferro no tempo em intervalos em que o comportamento dissolutivo foi linear. As taxas de dissolução nos diferentes segmentos lineares foram estimadas a partir do coeficiente angular da reta relativa a cada segmento. Em amostras goethíticas latossólicas, a metodologia discriminou diferentes fases de goethita (populações heterogêneas) quanto à substituição por Al3+, DMC e ASE e ofereceu condições para classificar o grau de estabilidade da goethita em baixa, média, alta e muito alta estabilidade. Amostras goethíticas oriundas de ambientes pedogênicos jovens e amostras hematíticas latossólicas caracterizaram-se pela maior homogeneidade de seus cristais, classificados como de baixa e média estabilidade. Nas amostras goethíticas, a proporção de cristais com maior estabilidade (alta substituição por Al3+ e cristalinidade) em cada população mostrou associação positiva com a proporção de gibbsita em relação a caulinita nas amostras. A hematita apresentou menor resistência à dissolução por redução em relação à goethita, exceto quando a última combinou baixa substituição por Al3+ e alta ASE. A caracterização de populações heterogêneas de goethita pode ampliar a utilização deste óxido como indicador de processos pedogênicos em solos poligenéticos, bem como contribuir para um melhor entendimento do comportamento químico e físico desses solos.

Caracterização de goethita e hematita em solos poligenéticos

Em 20 amostras de horizontes B latossólicos, uma de B Plíntico, uma de B incipiente e uma de saprolito, foram avaliados dois procedimentos de extração de óxidos de ferro pedogênicos por ditionito-citrato-bicarbonato de sódio. O procedimento DCB80, com quatro extrações sucessivas a 80oC, extraiu aproximadamente 90% do Fed na primeira extração, sendo mais efetivo que o DCB20, em uma única extração a temperatura ambiente, que teve sua eficiência reduzida com o aumento da substituição por Al3+ na goethita. A substituição por Al3+ na goethita determinada por DCB80 superestimou os valores em relação aos estimados por DRX conforme aumentaram as extrações. Em amostras hematíticas, esta estimativa foi prejudicada pela presença de maghemita que dissolveu juntamente com a hematita. As amostras também foram submetidas a dissoluções seletivas por DCB20 em intervalos de tempo entre 5 e 3840 minutos. A segmentação das curvas de solubilização do ferro pelo tempo de dissolução das amostras demonstrou que populações de goethita de solos poligenéticos são heterogêneas quanto a características como substituição por Al3+ e cristalinidade, que combinadas condicionam a estabilidade da goethita à dissolução por redução. Populações de hematitas de solos poligenéticos caracterizaram-se pela homogeneidade dos cristais, semelhantemente a populações de goethitas oriundas de ambientes pedogênicos jovens. A hematita apresentou uma menor resistência à dissolução por redução em relação à goethita, exceto quando a última combinou baixa substituição por Al3+ e baixa cristalinidade. O fracionamento de populações heterogêneas de goethita pode ampliar a utilização deste óxido como mineral indicador ambiental e de processos pedogenéticos em solos poligenéticos, bem como possibilitar um melhor entendimento do comportamento químico e físico desses solos.

Viabilidade da aplicação do GPR para o mapeamento de camadas de bauxita laterítica e de goethita

O método eletromagnético GPR foi testado no mapeamento de camadas em depósitos de minérios, localizados em dois diferentes ambientes geológicos. Foram realizadas medidas com o intuito de mapear camadas que compõem depósitos de origem supergênica de bauxita laterítica e goethita. Os levantamentos para o mapeamento das camadas de bauxita foram realizados no município de Paragominas, no Pará. As medidas para o mapeamento das camadas de goethita foram realizadas no interior de uma fazenda particular, localizada entre os municípios de Xambioá e Vanderlândia, estado do Tocantins, próximo ao Cinturão Araguaia. O estudo teve como principal objetivo identificar os parâmetros profundidade e espessura das zonas mineralizadas, que podem auxiliar no trabalho de explotação dos minérios. Os resultados obtidos podem ser considerados bastante satisfatórios, pois o método apresentou boa resposta para os dois tipos de minérios investigados, tornando-se possível a caracterização das camadas e a verificação de suas profundidades e espessuras.

Métodos geoestatísticos na modelagem espacial do diâmetro médio do cristal da goethita

Uma das necessidades da agricultura de precisão é avaliar a qualidade dos mapas dos atributos dos solos. Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos: krigagem ordinária e simulação sequencial gaussiana na predição espacial do diâmetro médio do cristal da goethita com 121 pontos amostrados em uma malha de 1 ha com espaçamentos regulares de 10 em 10 m. Após a análise textural e da concentração dos óxidos de ferro, calcularam-se os valores do diâmetro médio do cristal da goethita os quais foram analisados pela estatística descritiva e geoestatística; em seguida, foram utilizadas a krigagem ordinária e a simulação sequencial gaussiana. Com os resultados avaliou-se qual foi o método mais fiel para reproduzir as estatísticas, a função de densidade de probabilidade acumulada condicional e a estatística epsilon εy da amostra. As estimativas E-Type foram semelhantes à krigagem ordinária devido à minimização da variância. No entanto, a krigagem deixa de apresentar, em locais específicos, o grau de cristalinidade da goethita enquanto o mapa E-Type indicou que a simulação sequencial gaussiana deve ser utilizada ao invés de mapas de krigagem. Os mapas E-type devem ser preferíveis por apresentar melhor desempenho na modelagem.

Potencialidade do sensor Worldview II na detecção de hematita e goethita em solos tropicais

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Geociências Aplicadas, 2016.

Mineralogical characterization of a highly-weathered soil by the Rietveld Method

The mineralogical characterization through mineral quantification of Brazilian soils by X-ray diffraction data using the Rietveld Method is not common. A mineralogical quantification of an Acric Ferralsol from the Ponta Grossa region, state of Paraná, Brazil, was carried out using this Method with X-Ray Diffraction data to verify if this method was suitable for mineral quantification of a highly-weathered soil. The A, AB and B3 horizons were fractioned to separate the different particle sizes: clay, silt, fine sand (by Stokes Law) and coarse sand fractions (by sieving), with the procedure free of chemical treatments. X-ray Fluorescence, Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, Infrared Spectroscopy and Mössbauer Spectroscopy were used in order to assist the mineral identification and quantification. The Rietveld Method enabled the quantification of the present minerals. In a general way, the quantitative mineralogical characterization by the Rietveld Method revealed that quartz, gibbsite, rutile, hematite, goethite, kaolinite and halloysite were present in the clay and silt fractions of all horizons. The silt fractions of the deeper horizons were different from the more superficial ones due to the presence of large amounts of quartz. The fine and the coarse sand fractions are constituted mainly by quartz. Therefore, a mineralogical quantification of the finer fraction (clay and silt) by the Rietveld Method was successful.

Mineralogia de um latossolo vermelho distrófico submetido a diferentes manejos por 24 anos

Atualmente, procuram-se sistemas de manejo que preservem ou melhorem as qualidades do solo, tanto mineralógicas como orgânicas, priorizando maior produtividade. Este trabalho teve como objetivo verificar qualitativamente, por meio das técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X e infravermelho com transformada de Fourier, os efeitos provocados pela utilização dos manejos: plantio convencional, preparo mínimo e plantio direto, por 24 anos, na mineralogia de um Latossolo Vermelho distrófico de Ponta Grossa, PR. Não foram observadas mudanças significativas na mineralogia do Latossolo estudado, por meio das técnicas utilizadas, quanto aos diferentes manejos durante os anos de sua aplicação. Pôde-se verificar, qualitativamente, a presença dos minerais gibbsita, caulinita, haloisita, montmorilonita, hematita, rutilo, anatásio, goethita e quartzo.

Dissolução redutiva de minério de ferro por Acidithiobacillus ferrooxidans para a recuperação de metais de interesse econômico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caulinita em solo da Amazônia: caracterização e permutabilidade

O presente trabalho descreve, basicamente a caracterização dos constituintes da fração argila, principalmente da caulinita e sua permutabilidade com alguns cátions metálicos, em solo Amazônico. Para tanto, amostras de Latossolo Amarelo foram coletadas em um perfil de estrada da Usina Hidrelétrica Balbina, Km 12, próximo ao município de Presidente Figueiredo (AM). Estas foram secadas ao ar (TFSA), desagregadas e separadas granulometricamente nas frações areia, silte e argila. As amostras da fração argila foram tratadas com H2O2/HC1 para eliminar a matéria orgânica e óxido de ferro. As amostras da fração argila sem tratamento e tratada foram caracterizadas por difração de raios X de pó e espectroscopia no infravermelho. Os constituintes químicos da fração argila tratada foram determinados por espectrometria de absorção atômica, volumetria e gravimetria. Os resultados obtidos mostraram que as amostras da fração argila sem tratamento apresentaram a seguinte constituição: gibsita goethita, quartzo, matéria orgânica e caulinita. A fração argila tratada apresentou basicamente quartzo c caulinita, sendo a caulinita membro final da série caulinítica, com pouca distribuição de cargas negativas. Nas amostras tratadas foram efetuados também experimentos de permutabilidade com Na+, K+ e Fe3+ e os teores determinados por espectrofotometria na região do ultravioleta-visível e fotometria de chama. Os resultados mostram que a fração argila tratada possui capacidade de retenção de 2,21% de água de absorção, no caso de cátions monovalentes: 1,3 e 2,7 meq/100 g de amostra, para o K+ e Na+, respectivamente. No entanto, essa fração retêm cerca de 21,7 meq/100 g de amostra para o Fe3+. Esse valor elevado para a retenção de Fe3+ é provavelmente atribuído ao fenômeno de permutabilidade entre o Fe3+ e a caulinita acompanhado dc redução no valor de pH para 2,2, seguida de substituição de Fe3+ por Al3+, no sítio octaédrico, revelada pela espectroscopia no infravermelho.

Atributos químicos, físico-hídricos e mineralogia da fração argila em solos do Baixo Amazonas: Serra de Parintins

Estudos sobre os atributos dos solos amazônicos geram informações para compor um levantamento atual sobre suas condições frente às várias formas de alterações que estão sujeitos. O objetivo deste trabalho foi descrever e avaliar a evolução química, físico-hídrica, bem como a mineralogia de Latossolos no Baixo Amazonas como forma de entender as variações desses atributos em diferentes coberturas vegetais. Coletaram-se amostras deformadas e indeformadas para análises físicas, químicas, mineralógicas e hídricas, em dois pontos de uma topossequência na Serra de Parintins: platô e vertente, sendo três perfis de solo em cada posição. Os resultados obtidos demonstraram que a floresta predominante sobre os perfis do topo e vertente promove condições físicas e hídricas adequadas para uma boa agregação, maior intensidade de poros grandes, maior condutividade hidráulica saturada (Ko) e melhor retenção hídrica dos solos. Fato semelhante ocorrendo com as áreas de capoeira, apresentando boa permeabilidade, porosidade e retenção de água no solo. O acúmulo de carbono é maior dos perfis da vertente, decrescendo em profundidade, relacionando-se diretamente com Ko e com o sistema radicular. A análise mineralógica da fração argila indicou a caulinita como argilomineral predominante, seguido pelos minerais gibbsita, goethita, quartzo e anatásio, não havendo variações ao longo da paisagem. A Serra de Parintins possui um solo pobre em nutrientes, ácido, com textura média a muito argilosa com acúmulo de plintita nos horizontes subsuperficiais, evitando o fenômeno de terras caídas. Um gradiente elevado de umidade volumétrica é observado nos horizontes subsuperficiais, havendo mais água retida, quando comparado com horizontes superficiais.

Mineralogia e reserva de K de Cambissolos submetidos a diferentes manejos após derrubada e queima da floresta na Amazônia Meridional

As altas temperaturas ocorrentes durante a queima na floresta Amazônica podem induzir transformações mineralógicas da fração argila. Este trabalho objetivou avaliar as alterações mineralógicas nas frações areia, silte e argila e na reserva mineral de solos submetidos a diferentes manejos (11 anos de mata secundária, pastagem e café) após a derrubada e queima de floresta nativa situada na Amazônia Meridional, município de Cacoal (RO). Uma área de floresta nativa ombrófila densa, com mesma feição pedológica, foi dividida em quatro partes, sendo três áreas submetidas ao corte e à queima e posteriormente cultivadas. Em cada manejo, os perfis de solos foram descritos e amostras dos horizontes A, AB, B1, 2B2 e 2BC foram coletadas para as análises mineralógicas das frações argila, silte e areia (difratometria de raios X) e químicas da fração argila (extração de Fe com ditionito-citrato-bicarbonato - DCB e com oxalato de amônio - OA). Os teores de K não trocáveis foram determinados nas amostras de solo após extração com HNO3 1 mol L-1 fervente. Verificou-se o predomínio da caulinita na fração argila e alta reserva mineral de K nos solos, associada à ocorrência de mica nas frações argila, silte e areia. Os diferentes manejos não afetaram os teores de Fe2O3DCB e Fe2O3OA; por outro lado, o maior valor estimado para a relação entre os teores de goethita e hematita [Gt/(Gt+Hm)] na fração argila no horizonte A da floresta indica uma possível transformação parcial de Gt em Hm durante a queima da floresta para a implantação dos manejos mata secundária, pastagem e café.

A crosta laterítica ferro-titanífera da Vila Nova Colina e a lateritização no sul de Roraima

RESUMOCrostas lateríticas desenvolvidas sobre as rochas do embasamento do Escudo das Guianas (p.e. granitos da Suíte Intrusiva Água Branca) são reconhecidas na região de Vila Nova Colina, localizada ao sul do estado de Roraima. Os objetivos deste trabalho foram estudar as características minerais e geoquímicas dessas crostas lateríticas e avaliar a relação entre elas e as rochas da região, a fim de entender a evolução da lateritização e fornecer informações sobre seu potencial econômico. Este estudo compreende dados de petrografia, mineralogia e litogeoquímica de granitos, quartzo-hornblenda gabro e crostas lateríticas formadas a partir dessas rochas. Os granitos e o quartzo-hornblenda gabro desenvolveram, respectivamente, um tipo específico de crosta laterítica: (i) vermiforme ferruginosa com elevados teores de caulinita, goethita, hematita, magnetita e anatásio e maior concentração de Al2O3, Sc, Th, e Zr e, (ii) maciça ferro-titanífera com altos teores de magnetita, hematita, maghemita, goethita, caulinita, anatásio, gibbsita e ilmenita e de Fe2O3, TiO2, V e Cu. Cada tipo de crosta indica o efeito da lateritização na porção sul de Roraima e sua posição topográfica. O posicionamento topográfico mais elevado da crosta maciça (220 m) e sua composição mineralógica e geoquímica, indicam sua maturidade (isto é, precisou de mais tempo para ser formada) e, portanto relicto de uma fase erosiva na região, provavelmente associada a subsidência da bacia do Tacutu no Mioceno. Enquanto a crosta vermiforme em uma posição mais rebaixada (140 m) sem gibbsita, sugere que ela é mais jovem que a maciça e representa a lateritização imatura do Plio-Pleistoceno.

Caracterização mineralógica, potencial de reserva e sustentabilidade agrícola de alguns sítios florestais de eucalipto da região do Vale do Rio Doce (MG)

Foram estudados alguns solos da região do Vale do Rio Doce (MG) em 1991, nos municípios de Ipatinga, Nova Era e Guanhães, provenientes de áreas de reflorestamento de Eucalyptus grandis. Selecionaram-se oito sítios florestais com solos de diferentes classes taxonômicas, e uma detalhada caracterização mineralógica e avaliação do potencial de reserva de nutrientes foram desenvolvidas. Os solos estudados foram mineralogicamente classificados como: caulinítico não-sesquioxídicos (2 e 5); caulinítico-sesquioxídico (1); gibbsítico-sesquioxídicos (4, 6 e 7); hematítico (3) e gibbsítico (8). Os principais argilominerais e óxidos de ferro e alumínio presentes nesses solos são caulinita, gibbsita, hematita, goethita e maghemita. A reserva mineral de médio a longo prazo para potássio é praticamente inexistente, estando presente, embora com baixa magnitude, nos solos 2 e 5, na forma de micas e feldspatos. As relações Ca-trocável/Ca-total e Mg-trocável/Mg-total exprimem baixa capacidade de reposição desses nutrientes nos solos estudados. Sugere-se a adição de nutrientes de acordo com os níveis críticos exigidos na implantação e manutenção do ciclo do eucalipto, em virtude da ausência de sustentabilidade desses sítios florestais em termos de reserva de nutrientes a curto, médio e longo prazos.

Química e mineralogia de solos derivados de rochas do Grupo Bambuí no norte de Minas Gerais

Perfis de solos representativos do Distrito Agroindustrial do Jaíba, norte de Minas Gerais, foram descritos morfologicamente, tendo sido suas amostras coletadas e analisadas química, física e mineralogicamente, com o fim de obter informações que contribuam para sua melhor exploração agrícola. Embora provenientes, em sua quase totalidade, de calcário do grupo Bambuí, e com aparente homogeneidade fisiográfica (relevo plano e floresta caducifólia), os solos apresentaram grande diversidade nesses aspectos. Mineralogicamente, observaram-se a ilita e a caulinita como minerais comuns, esta última presente mesmo em Vertissolo e Rendzina, solos com expressiva quantidade de carbonatos livres. A presença de esmectita no Vertissolo, na Rendzina e no Cambissolo de argila de atividade alta indica que a escassez de chuva, a riqueza do material de origem e sua superficialidade em topografia plana dificultam a saída de sílica e bases do sistema, favorecendo a formação de esmectita. Tal mineralogia, associada à sazonalidade climática, parece responsável pelo fendilhamento expressivo desses solos no período seco. Os solos apresentam cores variadas: solos vermelhos e vermelho-amarelados, graças à presença de hematita e goethita, referem-se principalmente aos Latossolos situados em posições ligeiramente mais elevadas na paisagem, dispondo de melhor drenagem; amarelos e bruno-amarelados, normalmente situados em áreas mais deprimidas, que, aliados à superficialidade e massividade do material de origem, restringem a drenagem, favorecendo a gênese da goethita e levando à formação de concreções ferro-manganosas em quantidades expressivas; nestes ambientes, foram constatados Cambissolos de argila de atividade alta (Ta) e baixa (Tb), Vertissolos ou solos com características vérticas, também brunados, e Rendzina. A baixa relação Fe o/Fe d (ferro oxalato/ferro ditionito) revelou predomínio de óxidos mais cristalinos. Os solos eutróficos e epieutróficos (distróficos ou álicos), com baixos teores de Na e relevo dominantemente plano e suave-ondulado, confirmam a grande potencialidade agrícola da área, sobretudo sob irrigação. A diversidadade das características químicas, físicas e mineralógicas dos solos, entretanto, aponta variações de comportamento frente ao uso agrícola, indicando adequações diferenciadas de práticas de manejo.