Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/6341

O Doutorado Acadêmico pertence ao Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica (PPGG) do Instituto de Geociências (IG) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Acesso aberto (Open Access)
Análise evolutiva da paisagem da serra Tepequém - Roraima e o impacto da atividade antrópica
(Universidade Federal do Pará, 2008-01-23) BESERRA NETA, Luiza Câmara; BORGES, Maurício da Silva; http://lattes.cnpq.br/1580207189205228; 1580207189205228; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; 1639498384851302
A região norte do estado de Roraima apresenta grande diversidade de feições geomorfológicas formadas por planaltos dissecados, bordejados por pediplanos intramontanos e relevo com morfologia tipo platô que se individualiza nas extensas áreas de planícies, a exemplo da serra Tepequém. Esta foi palco desde os anos de 1930 de intensa atividade garimpeira para diamante que imprimiu mudanças na paisagem. Entender a dinâmica evolutiva da paisagem da serra Tepequém sob ação garimpeira diamantífera e o porquê da sua susceptibilidade a erosão, seja natural ou antrópica, é o principal objetivo deste estudo. Visando este entendimento, foram realizados trabalhos de campo, com descrição de perfis de solos e rocha saprolitizadas, bem como perfis lateríticos. Em seguida foram coletadas amostras de solos, rochas alteradas, lateritos e de carvão. Além disso, aquisição de medidas de largura, profundidade, extensão e alinhamento direcional dos canais das voçorocas. Os materiais coletados foram submetidos às seguintes análises: granulométricas, por via úmida; identificação de minerais por difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura; químicas totais (elementos maiores) por ICP-MS e medidas do conteúdo de matéria orgânica, umidade e densidade do solo. As amostras de carvão foram submetidas à datação radiocarbono por AMS (Accelerator Mass Spectrometry). Também foram elaborados mapas de lineamentos estruturais, relevo (altimetria e declividade), drenagem e da cobertura vegetal a partir da interpretação de imagens ópticas (Landsat-5/TM e Cbers-2/CCD) e a base cartográfica pré-existente. A serra Tepequém com formato retangular a rômbico e contorno de escarpas íngremes elaboradas sobre rochas sedimentares do Paleoproterozóico se destaca em meio à paisagem dominada por relevo de colinas, morros residuais e superfícies planas a levemente onduladas. A rede de drenagem da região delineia padrões do tipo paralelo, retangular angulado e treliça de falhas. A morfologia do relevo e drenagem da serra Tepequém e região de entorno, definem uma subordinação ao arranjo estrutural de direção E-W, NE-SW e NW-SE representado por falhas normais e transcorrentes. Na serra Tepequém os compartimentos geomorfológicos são estabelecidos por superfícies intravales aplainadas com altitudes de 575 a 670 m, cujos limites se constituem por morros e colinas residuais de até 744 m e vertentes de entorno que se elevam até 1.100 m. Nesta paisagem, domina a savana arbustiva graminosa, a floresta ombrófila densa que recobre as escarpas de entorno e se prolonga na planície regional. A mata ciliar concentra-se em pequenas manchas ao longo dos rios Cabo Sobral e Paiva. Este cenário foi bastante modificado com a atividade do garimpo de diamante. No entanto, com o declínio desta atividade, a mata ciliar se recupera espontaneamente, como mostra as imagens ópticas dos últimos 22 anos (1984, 1995 e 2006). Sobre solos arenosos desenvolveram-se as planícies intravales, os quais são constituídos por domínio de areia média e fina, grãos subangulosos a subarredondados, pobremente selecionados, com baixa coesão e pobreza de matéria orgânica. Estes se desenvolvem sobre saprólitos derivados de arenitos e siltitos. Localmente se observam linhas de pedra e colúvios, normalmente sobre os saprólitos. Lateritos imaturos são encontrados nas colinas situadas no centro-norte da serra Tepequém. Os solos são constituídos predominantemente de quartzo, muscovita em plaquetas sub-milimétricas e caulinita envolvendo parcialmente os grãos de quartzo, enquanto os perfis lateríticos se constituem de gibbsita, goethita e hematita, além de quartzo e caulinita. Fragmentos de lateritos e de quartzo constituem as linhas de pedra. Os teores elevados de SiO2 confirmam o caráter essencialmente quartzoso dos solos, enquanto os valores de Al2O3, K2O, MgO, Fe2O3 e TiO2 são mais expressivos nas zonas saprolíticas, confirmando o domínio de caulinita, muscovita e hematita, derivados de argilitos e siltitos. As idades radiocarbono em carvão obtidas para os materiais superficiais (colúvios e linhas de pedra) mostram que estes materiais se formaram pelo menos há 3.822 anos AP. As planícies intermontanas revelam em sua paisagem feições erosivas na forma de dutos, dolinas e voçorocas, desenvolvidas preferencialmente nos terrenos de domínio de materiais areno-siltosos. Os canais das voçorocas estão alinhados principalmente nas direções NE-SW e NW-SE correspondentes às direções de fraturas e falhas que secionam a Formação Tepequém. As voçorocas aparentemente estabilizadas se encontram parcialmente recobertas por pteridófitas (samambaias) que colonizam as paredes e fundo do canal. A evolução da paisagem da serra Tepequém, sobretudo, a formatação de seu arcabouço geral envolve a tectônica ainda no Proterozóico. A morfologia herdada se reflete nas escarpas íngremes do entorno, bem como, no topo na formatação de grande sinclinório. A evolução da paisagem da serra Tepequém durante o Cenozóico é marcada por formação de pequenas colinas e morros, alguns destes protegidos por crostas lateríticas sugerindo registro de um paleoclima úmido e quente no Pleistoceno, o qual pode ter favorecido a instalação da rede de drenagem; o trabalho erosivo dos cursos fluviais, aliados com o forte gradiente, favoreceu o transporte de parte dos sedimentos para W-SW, contribuindo na formação das planícies intermontanas. O cenário atual é marcado pela retomada erosiva favorecida pela natureza arenosa, incoesa dos solos, aliado a um paleo-relevo inclinado para os vales e fortemente fraturado e falhado que ocasiona um forte fluxo aquoso subsuperficial propiciando a forma de dutos, que evoluem para dolinas e por conseqüência voçorocas. Assim, a atividade garimpeira diamantífera pode ter contribuído na intensificação das voçorocas, mas no entanto, não foi o fator determinante. Portanto, a evolução da paisagem da serra Tepequém, no Proterozóico e no Cenozóico, até o presente, decorre, da interação de múltiplos processos, envolvendo a história tectônica, as mudanças climáticas e os vários ciclos de erosão, bem como a sedimentação restrita e a pequena contribuição antrópica.
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Aplicação de resíduos da mineração de bauxita na síntese de geopolímeros
(Universidade Federal do Pará, 2022-04-08) BARRETO, Igor Alexandre Rocha; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; https://orcid.org/0000-0002-0134-0432
O processo de extração e beneficiamento dos depósitos de bauxitas da província bauxitífera de Paragominas/Rondon do Pará pode gerar grandes quantidades de resíduos, principalmente em duas etapas do processo: lavra e beneficiamento. Na etapa de lavra dos depósitos o “resíduo” é oriundo da retirada de uma espessa camada de material argiloso (conhecido como Argila de Belterra). Por outro lado, o “resíduo” do processo de beneficiamento é gerado após as etapas de britagem, moagem e lavagem, que originam uma ampla quantidade de material argiloso disperso em uma grande quantidade de água. Para o presente estudo selecionou Argila de Belterra dos depósitos de bauxita de Rondon do Pará, amostra de Argila de Lavagem de bauxita da empresa Hydro, uma amostra de caulim beneficiado da Imerys, da região do rio Capim, também no estado do Pará, uma amostra de microssílica comercial (Ecopower) e reagentes P.A da sigma (NaOH e KOH). As amostras e os geopolímeros foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX), Análise Térmica Gravimétrica (TG), Calorímetro Exploratória Diferencial (DSC), Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Acoplado (ICP-OES) e Analisador de Partícula a Laser (APL). Geopolímeros foram sintetizados a partir da Argila de Belterra, microssílica e NaOH de acordo com o planejamento Box- Benkhen. Realizou-se também síntese de geopolímeros a partir de Argila de Belterra e caulim beneficiado (um estudo comparativo) usando KOH e microssílica. E por fim, geopolímeros foram sintetizados a partir da Argila de lavagem de Bauxita com NaOH e microssílica de acordo com o planejamento Doehlert. No estudo somente com a Argila de Belterra, o maior resultado de resistência resultado foi 47,78MPa e o menor resultado foi 7,05MPa. No estudo comparativo entre Argila de Belterra e caulim beneficiado, os melhores resultados de resistência a compressão foram obtidos com o caulim beneficiado. Os resultados de resistência a compressão dos geopolímeros sintetizados a partir da Argila de Lavagem variaram de 8.99 a 41.89MPa. Esses resultados demonstram o potencial positivo de ambos materiais para síntese de geopolímeros que podem ser usados como possíveis substitutos “Eco-friendly” para materiais tradicionais, principalmente, cerâmica e cimento.
Acesso aberto (Open Access)
Aproveitamento dos resíduos cauliníticos das indústrias de beneficiamento de caulim da região amazônica como matéria-prima para fabricação de um material de construção (pozolanas)
(Universidade Federal do Pará, 2007-12-18) BARATA, Márcio Santos; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; https://orcid.org/0000-0002-3026-5523
As regiões do Rio Capim e do Rio Jarí (Morro do Felipe) são os principais distritos cauliníticos da Região Amazônica, detentores das maiores reservas brasileiras de caulim de alta alvura para aplicações como cobertura de papel. O caulim é lavrado e beneficiado por três companhias, a IRCC, a PPSA e a CADAM, que são responsáveis anualmente pela geração de aproximadamente 1 milhão de toneladas de resíduo constituído essencialmente por caulinita, decorrente da etapa de centrifugação. Esse resíduo, na forma de polpa, é depositado em lagoas de sedimentação que ocupam grandes extensões. Há outro tipo de resíduo, relacionado a um material não processado, rico em ferro, denominado caulim duro, sobreposto ao horizonte caulinítico (ROM), localizado somente na região do Rio Capim. Esses resíduos exibem características excelentes para a produção do metacaulim de alta reatividade por serem constituídos essencialmente por partículas de caulinitas extremamente finas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do uso desses resíduos como matéria-prima para a produção de adições minerais para concretos de cimento Portland. Os resíduos foram caracterizados por difratometria de raios-x, análise térmica, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e fluorescência de raios-x. Posteriormente, foram avaliadas a influência de três temperaturas de calcinação (750ºC, 850ºC e 900ºC) sobre a atividade pozolânica, através de métodos mecânicos tradicionais que empregam o cimento Portland e a cal hidratada, além do ensaio de “Chapelle” modificado. Os resultados mostraram que as pozolanas mais reativas foram aquelas produzidas a partir de temperaturas que proporcionaram a maior perda ao fogo. As temperaturas ótimas de queima para produzir a metacaulinita a partir do caulim duro foi 750ºC enquanto que para os resíduos cauliníticos do Rio Jarí e Capim foram 850ºC e 900ºC, respectivamente. As diferentes temperaturas estão associadas às quantidades de defeitos dessas caulinitas. O caulim duro e o resíduo do Rio Jarí são compostos essencialmente por uma caulinita de alto grau de defeitos enquanto que o resíduo caulinítico do Rio Capim possui baixo grau de defeitos. O uso do metacaulim proveniente dos resíduos calcinados proporcionou melhores resultados que os obtidos com os concreto de referência, sílica ativa e um metacaulim produzido industrialmente.
Acesso aberto (Open Access)
Argamassas históricas de Belém do Pará.
(Universidade Federal do Pará, 2019-09-16) LOUREIRO, Alexandre Máximo Silva; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
A cidade de Belém, ao norte do Brasil, conhecida como a metrópole da Amazônia, nasceu às margens da baía d Guajará em 12 de janeiro de 1616, com a denominação de Nossa Senhora de Belém do Grão-Pará, capital da província do Grão-Pará, hoje estado brasileiro do Pará. Hoje, Belém ainda estampa em seus edifícios dos períodos colonial e imperial, revestimentos em argamassa de cal que protegem as estruturas seculares e mantém vivo o testemunho de como este material era produzido no passado, início de sua história. Ao longo dos anos, inúmeras patologias podem atingir estas argamassas, o que prejudica tanto a sua estética quanto a sua funcionalidade. Tais patologias estão relacionadas a: umidade, eflorescência salina, colonização biológica e/ou ações antrópicas. Uma vez deterioradas, as argamassas necessitam de manutenção, consolidação ou substituição, procedimentos de difícil execução que podem levar à utilização de materiais inadequados. Por isso, é fundamental que sejam adotadas estratégias adequadas de coleta e caracterização do material antigo, visto que em estudos voltados para a ciência do restauro é necessário que a concepção da intervenção seja por meio da reconstituição dos materiais originais. Assim, o objetivo principal da tese consiste na determinação das principais características e propriedades das argamassas históricas de Belém do Pará dos séculos XVIII e XIX, bem como propor argamassas de restauro compatíveis com o material histórico, empregando resíduos da indústria do caulim para cobertura de papel. Para isto, a tese foi estruturada em três artigos independentes e de temáticas complementares, que abordam o caso das argamassas históricas de Belém do Pará, desde a sua caracterização até a proposta de argamassas de restauro: 1) Investigação de argamassa histórica de Belém do Pará, Norte do Brasil; 2) Como estimar a relação ligante: agregado das argamassas históricas à base da cal aérea para restauração?; e 3) O uso de resíduo industrial da região amazônica em argamassas de restauro de cal-metacaulim: avaliação de compatibilidade. Assim, foram determinadas as características físicas, químicas e mineralógicas, bem como as propriedades físicas e mecânicas do material histórico e do material de restauro. Os resultados possibilitaram a caracterização das argamassas históricas de Belém do Pará apontando seus principais componentes, suas funções e possíveis fontes de matéria-prima, além de indicar o uso de técnicas analíticas adequadas à quantificação da relação ligante: agregado, as quais obtiveram boa acurácia e precisão em seus resultados. Ainda, os resultados mostram uma vasta gama de características e propriedades obtidas por meio das argamassas de restauro, que podem servir como parâmetro de comparação com outros estudos ou mesmo para aplicações práticas em alvenarias históricas. Ao final foi possível identificar as argamassas de restauro mais compatíveis com as argamassas históricas de Belém do Pará, Norte do Brasil.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da contaminação por metais pesados em sedimentos por atividades de estaleiros na Baia do Guajará e no canal do Rio Maguari
(Universidade Federal do Pará, 2021-12-17) GUIMARÃES, Robledo Hideki Ebata; WALLNER-KERSANACH, Mônica; http://lattes.cnpq.br/7960214506412584; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
As tintas anti-incrustantes aplicadas em embarcações contêm altas concentrações de metais em sua composição, principalmente Cu e Zn, com concentrações superiores a 50% e 20%, respectivamente. Apesar de serem elementos essenciais para os seres vivos, em altas concentrações causam problemas no crescimento celular e na reprodução dos organismos. Na cidade de Belém, Estado do Pará, ocorre o lançamento de uma quantidade significativa de efluentes industriais e domésticos na Baía de Guajará, sendo uma delas relacionadas às atividades em estaleiros. Estudos anteriores mostraram indícios de contaminação por metais nos sedimentos da orla de Belém, entretanto, nenhum trabalho destacou a contaminação proveniente de estaleiros. Portanto, o objetivo desse trabalho é avaliar a contaminação de sedimentos por atividades em estaleiros e abandono de embarcações na orla de Belém. Foram realizadas 3 amostragens, em 5 estaleiros de Belém, sendo duas realizadas no período menos chuvoso (setembro de 2017 e novembro de 2019) e uma no período chuvoso em maio de 2018. O sedimento foi coletado até 10 cm de profundidade, sendo também coletadas amostras de fragmentos de tinta e fragmentos de cascos de embarcações abandonadas. Foi medido o pH in situ da água intersticial do sedimento. Em laboratório, as amostras de sedimento foram colocadas em estufa a 60°C para secar, foram desagregadas e em seguida peneiradas (< 63μm). As amostras de fragmentos de tinta e dos cascos de embarcações abandonadas foram lavadas com água deionizada e secas em estufa a 60°C, maceradas, misturadas a areia quartzosa maceradas e reservadas. Uma amostra da tinta comercial de maior utilização nos estaleiros foi comprada, e uma alíquota colocada em uma membrana de nitrato de celulose em uma capela, após, parte da amostra foi removida e macerada. Uma alíquota das amostras do sedimento de cada estaleiro foi utilizada para análise granulométrica, por meio de um analisador de partículas a laser. A composição mineralógica das amostras de sedimentos foi determinada por difração de raios X, método do pó. Para a determinação dos argilominerais foi por difração de raio x, seguindo a Lei de Stokes e de acordo com metodologia proposta por Moore & Reynolds Jr (2002). Para a determinação do carbono orgânico total foi usado um analisador de TOC - VCPH com detector de combustão. Para a determinação das concentrações de Cu, Zn, Pb, Ni, Cr, Ba, V, Li, Fe e Al contidos no sedimento, na tinta comercial, nos fragmentos de tinta e nos fragmentos de casco de embarcações abandonadas, as amostras passaram por extração química com água regia e determinadas através de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES). Para tratamento estatístico dos dados foram aplicados à correlação de Spearman, para determinar a relação entre os parâmetros, e o teste Análise de Componentes Principais, para determinar a relação dos metais com os estaleiros, estação controle e estação de fonte antropogênica difusa. Foi também aplicado o teste Wilcoxon para averiguar se ocorreram diferenças significativas nas concentrações dos metais dos sedimentos coletados em frente ao estaleiro, com os sedimentos coletados em contato com a embarcação abandonada. Para avaliar o nível de contaminação por metais foi aplicado o índice de geoacumulação proposto por Muller (1969). A granulometria do sedimento da orla de Belem apresentam maior proporção de areia e silte. Os sedimentos são compostos por muscovita, ilita, caulinita, quartzo e plagioclásio. Já os argilominerais identificados foram: esmectita, caulinita, ilita e quartzo. Os valores do pH da água intersticial das amostras de sedimento da Baía do Guajará e Furo do Rio Maguari ficaram em torno 5,2 – 6,7. Já o carbono orgânico total do sedimento ficou em torno de 0,6 % a 2,2 %. A tinta comercial analisada apresentou as seguintes concentrações mais representativas: Fe (21,2 %), Cu (18.497 mg kg-1), Zn (16.589 mg kg-1) e Al (1,59 %). As maiores concentrações encontradas na composição dos fragmentos de tinta e nos fragmentos dos cascos das embarcações abandonadas foram: Fe (69,2 %), Ba (29.583 mg kg-1), Zn (9.350 mg kg-1) Pb (1.406 mg kg-1), Cu (697 mg kg-1) e Cr (548,7 mg kg-1). Esse resultado revelou que o abandono de embarcações é a maior fonte de contaminação nas áreas de estaleiro na cidade de Belém. De acordo com as Diretrizes de qualidade de sedimentos para metais em ecossistemas de água doce de Buchman (2008), apenas a concentração média do Cu, com 41,0 mg kg-1, no sedimento atingiu valores acima do Threshold Effects Level para o anfípode, Hyallela azteca (28,0 mg kg-1) no estaleiro ABSS. Os demais estaleiros apresentaram médias de Cu que variaram entre 13,3 – 28,3 mg kg-1. Os outros metais apresentaram concentrações médias sempre abaixo do valor de Threshold Effects Level, para o anfípode H. azteca. Espacialmente, os sedimentos que foram coletadas na frente do estaleiro ABSS para a maioria dos metais obtiveram concentrações mais altas em relação aos sedimentos que estavam em contato com o casco da embarcação abandonada, deste estaleiro. Contudo, os sedimentos que foram coletados na frente do estaleiro MS no geral obtiveram concentrações mais baixas em relação aos sedimentos que estavam em contato direto com a embarcação abandonada. Estes que apresentaram com concentrações de Cu (39,0 mg kg-1) e Zn (120,0 mg kg-1) que ultrapassaram o valor de Threshold Effects Level para o anfípode H. azteca. Contudo, o teste estatístico Wilcoxon Rank não atestou diferenças significativas nos sedimentos coletados em frente aos estaleiros com os sedimentos que estavam em contato com as embarcações abandonadas. Os principais elementos que compõem as tintas anti-incrustantes: Cu, Zn obtiveram correlação forte positiva (r = 0,80; p<0,05). A análise de componentes principais (PCA) confirmou a contaminação pelos metais Cu, Zn, Pb, Ni, Li, Fe e Al tem relação mais forte com as atividades em estaleiros e abandono de embarcações do que com as fontes geogênicas ou antropogênicas difusas. O índice de geoacumulação (IGeo) classificou os sedimentos próximos aos estaleiros IS e ABSS, como moderadamente poluídos para o cobre com índices de 2,0 e 2,5, respectivamente. Os demais metais Zn, Ba, Fe e Al nos estaleiros estudados mostram uma contribuição antropogênica por atividades em estaleiros e abandono de embarcações, classificando um ou mais estaleiros como já estando numa situação próxima de um ambiente poluído, para um ou mais metais estudados, com índice de geoacumulação próximo de 2. Os resultados podem apoiar estudos adicionais de contaminação por metais através de atividades em estaleiros e abandono de embarcações, ainda, pode auxiliar na aplicação da gestão de resíduos em estaleiros e cemitérios de navios em todo o mundo.
Acesso aberto (Open Access)
Cristaloquímica de esmectitas dioctaédricas em bentonitas brasileiras
(Universidade Federal do Pará, 2025-07-01) VEGA PORRAS, David Enrique; PAZ, Simone Patrícia Aranha da; http://lattes.cnpq.br/5376678084716817; https://orcid.org/0000-0002-5880-7638
As bentonitas são insumos minerais de grande interesse industrial devido às propriedades físico-químicas dos argilominerais do grupo das esmectitas. Essas propriedades, resultantes da complexa química cristalina e o pequeno tamanho de partícula das esmectitas, incluem carga da camada variável, capacidade de inchamento e capacidade de troca catiônica. No Brasil, os principais depósitos de bentonita estão localizados no município de Boa Vista, Paraíba, responsável por >70% da produção nacional. No entanto, o esgotamento progressivo dessas variedades tem motivado a busca por novos depósitos. Entre estes, destaca-se o depósito de Formosa, no estado do Maranhão. Embora tanto as bentonitas de Boa Vista quanto a bentonita Formosa – em menor proporção – tenham sido amplamente estudadas em suas frações <2 μm ou maiores, a cristaloquímica de suas esmectitas ainda não foi completamente elucidada, devido não só à complexidade química e estrutural típica das esmectitas, mas também à dificuldade de obter fases puras e à interferência de minerais acessórios. Nesse contexto, esta tese apresenta um estudo detalhado da cristaloquímica da esmectita do depósito de Formosa, comparando-a com três variedades comerciais de Boa Vista: Bofe, Chocolate e Verde Lodo. Foram analisadas as frações <2 μm, 0,1-2 μm e <0,1 μm, sendo esta última o foco principal do estudo. As análises incluíram DRX (método de Rietveld), FTIR, MET-EDS, MEV, FRX, EAA, TG e espectroscopia Mössbauer. Essas esmectitas, anteriormente descritas como montmorillonitas, também exibem uma carga tetraédrica significativa na camada. De fato, as quatro amostras possuem carga tetraédrica de ~0,15 por meia unidade de fórmula, suficiente para induzir o inchamento após o tratamento Hofmann-Klemen. A simetria octaédrica das quatro amostras foi trans-vacante, influenciada pelo teor de Fe3+ e pela carga tetraédrica. As similaridades estruturais e químicas entre a esmectita de Formosa e as de Boa Vista, juntamente com os teores de esmectita nas frações <2 μm e <0,1 μm semelhantes – quantificado pelo Rietveld – demonstraram que o depósito de Formosa é uma alternativa potencial às bentonitas de Boa Vista.
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Desenvolvimento de processo para obtenção de zeólita do tipo faujasita a partir de caulim de enchimento, caulim duro e tube press: aplicação como adsorvente.
(Universidade Federal do Pará, 2015-03-31) ROCHA JUNIOR, Carlos Augusto Ferreira da; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673; 9559386620588673
Com o desenvolvimento tecnológico, vários resíduos, bem como produtos industriais vem sendo transformados em materiais com maior valor agregado. Dentro deste contexto, o resíduo do caulim proveniente do beneficiamento para a cobertura de papel, vem ao longo dos anos sendo empregado como fonte de silício e alumínio na síntese de diferentes tipos de zeólitas (materiais altamente valorizados no mercado mundial) uma vez que se configuram como matérias-primas de baixo custo para este processo. Assim, este trabalho tem como objetivo a síntese de zeólita do tipo faujasita (X e Y) a partir de um resíduo caulinítico, sendo este o caulim duro ou Flint (resíduo da lavra) um semi-produto o caulim tube press e um produto final o caulim de enchimento. Para o processo de zeolitização de cada caulim utilizou-se em um reator químico o produto de calcinação de cada material (metacaulim), metassilicato de sódio, hidróxido de sódio sólido e água destilada, submetido a 110 °C, tempo de reação de 13 h e relações Si/Al de 2, 4 e 6. Os produtos de cada síntese e os caulins de partida foram caracterizados por análises químicas, físicas e mineralógicas os quais foram: difração de raios x, fluorescência de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e análises térmicas. A partir destas análises observou-se que todos os caulins apresentaram a formação de zeólita do tipo faujasita, porém com diferenças nas suas intensidades de pico e associações com outras fases zeolíticas. O caulim duro demonstrou um menor potencial de zeolítização na relação de Si/Al igual a 2, quando comparado com os outros dois materiais de partida, supostamente relacionado ao ferro presente em sua composição. Assim foi feito um processo de remoção deste constituinte, através do método de Mehra e Jackson para verificar uma possível maximização no processo de síntese. Novos resultados indicaram uma completa modificações quanto ao domínio e grau de ordem estrutural da fase faujasita, agora passando para a fase majoritária e havendo um aumento no grau de ordem estrutural. Como nesta condição reacional há um menor consumo e custo de matéria-prima e energia para calcinação, utilizou-se este meio como ponto de partida para um planejamento experimental a fim de avaliar melhores condições reacionais. Neste planejamento variou-se alguns parâmetros de síntese como: temperatura, tempo de reação, relação Si/Al e H2O/Na2O. Os resultados do planejamento estatístico mostraram a formação de faujasita nos 32 pontos de estudo, assim como uma região ótima com 8 pontos do planejamento, na qual esta fase é dominante. Nesta região o ponto 13 (Si/Al igual a 2, 7 h, 120 °C e H2O/Na2O igual a 80) mostrou-se como a melhor condição reacional em relação ao grau de ordem estrutural. A zeólita sintetizada neste ponto, demostrou uma alta capacidade de adsorção de amônio e percentuais próximos a 85 % de eficiência até 60 ppm. O modelo de Langmuir mostrou-se mais adequado que o de Freundlich e Sips no ajuste dos dados experimentais. Os parâmetros termodinâmicos demostraram que a adsorção de NH4 + é um processo espontâneo e exotérmico, na qual a elevação de temperatura de 25 a 60 °C promove uma pequena redução na capacidade adsortiva.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento do processo de síntese da zeólita A e da sodalita a partir de rejeitos de Caulim da Amazônia com aplicações em adsorção
(Universidade Federal do Pará, 2011-08-31) MAIA, Ana Áurea Barreto; POLMANN, Herbert; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; 7501959623721607
A minimização de resíduos doméstico e industriais é um dos grandes desafios que o mundo tem enfrentado. Assim, várias propostas são lançadas para esse fim, que vai desde o aprimoramento do processo para a geração de rejeito ser mínima até o uso do mesmo na produção de novos materiais. Nesse contexto, esse trabalho tem como proposta a utilização de rejeitos de caulim, das empresas localizadas no Pará, na produção de zeólitas, como a fase A e a sodalita. Essas empresas operam as minas dos distritos cauliníticos do Capim e do Jari e produzem caulim de alta qualidade para indústria de papel. Dessa forma, foi realizada uma caracterização química e mineralógica dos rejeitos de caulim da região do Capim (KC) e do Jari (KJ) para se ter conhecimento das suas características e como as mesmas podem influenciar na síntese da zeólita A e sodalita. Foi realizado também um estudo da ativação térmica da caulinita desses rejeitos, através de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), em várias temperaturas, para se obter as condições ideais para produzir metacaulinita altamente reativa na síntese de zeólitas. A síntese da zeólita A de Na foi realizada variando parâmetros como tempo de síntese e relação Na/Al, com a temperatura fixa em 110 ºC, para os dois materiais de partida (KC e KJ). Posteriormente, com as fases NaA sintetizadas através dos dois resíduos, foram feitos os ensaios de troca catiônica para produzir as fases KA, MgA e CaA. No processo de síntese da sodalita, partiu-se diretamente de caulinita e foram utilizadas duas temperaturas (150 e 200 ºC), fixando-se a relação Na/ânion, e variando a relação Na/Al na mistura reacional para KC e KJ. E finalmente, verificou-se a possibilidade da utilização da zeólita NaA na adsorção de uma mistura de metais pesados (Co2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+ e Ni2+), como proposta de reduzir problemas ambientais com efluentes industriais. Os resultados de Difração de Raios X (DRX) indicaram que os rejeitos de caulim do Capim e Jari são constituídos principalmente por caulinita, com baixíssima quantidade de impurezas. Dados de DRX mostraram também que a caulinita do KC apresenta um elevado grau de ordem estrutural, comparando com KJ. Essa diferença no grau de ordem estrutural da caulinita do KC e KJ influenciou diretamente na temperatura ideal para obter um material com alto teor de Al na coordenação IV. Através de RMN, foi verificado que para se produzir metacaulinita altamente reativa a partir de KJ, essa temperatura seria 600 ºC e para KC, 700 ºC. Zeólita A foi obtida com elevada pureza e alto grau de ordem estrutural nas seguintes condições: Na/Al de 1,64 para ambos os resíduos e 18 e 20 h para KC e KJ, respectivamente. O processo de troca catiônica entre o Na da zeólita A e K, Mg e Ca das soluções mostrou-se bem eficiente e juntamente com dados de DRX, mostraram que as fases KA, MgA e CaA foram obtidas com sucesso. A série sodalita foi produzida a partir de KC e KJ, e através de espectroscopia de infravermelho foi confirmada a inserção do cloreto, sulfato e carbonato na sua estrutura. Entre os dois materiais fontes de Si e Al, a caulinita do KJ se mostrou mais reativa na síntese de sodalita. Isso pode ser explicado pelo baixo grau de ordem estrutural desse argilomineral, que o torna mais reativo. Em relação à capacidade de adsorção da mistura de metais pesados em zeólita NaA, produzida a partir de KC e KJ, foi verificado que para todos os metais (Co2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+ e Ni2+), essa variável apresentou valores satisfatório. O modelo de Langmuir mostrou-se mais adequado que o de Freundlich no ajuste dos dados experimentais. Zeólita NaA produzida a partir de KC e KJ pode ser um excelente material na adsorção de metais pesados no tratamento de águas residuais.
Acesso aberto (Open Access)
Dinâmica da paisagem na porção norte da Ilha do Bananal-TO e adjacências ao longo do Quaternário tardio.
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-30) MENDES, Laís Aguiar da Silva; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
Estudos paleoclimáticos e paleoambientais visam entender os processos de evolução de paisagens globais, contribuindo para reconstituição das paisagens quaternárias e das mudanças climáticas e ambientais a que foram submetidas ao longo deste período da história geológica da Terra. Alguns estudos na Amazônia, mas, principalmente aqueles realizados em regiões mais sensíveis, como os ecótonos e wetlands, mostram que estas áreas sofreram várias mudanças paleoecológicas durante o Pleistoceno e Holoceno. O presente estudo foi realizado na região da Ilha do Bananal situada em uma área de transição entre os biomas amazônicos e cerrado. A Ilha do Bananal considerada por diversos autores como a maior ilha fluvial do mundo, ocupa uma área de cerca de 20.000 km2 e está situada entre o curso médio do rio Araguaia e o seu afluente pela margem direita, o rio Javaés, no Estado do Tocantins. A porção norte da ilha, se destaca por um complexo mosaico de feições geomorfológicas (diques marginais, meandros abandonados, paleocanais e lagos) e geobotânicas contrastantes (florestas e savanas), que refletem a intensa atividade hidrodinâmica nesta região. Sazonalmente ela é inundada pelas águas pluviais e pela elevação do lençol freático, por isso, é considerada uma seasonal wetland. O objetivo deste trabalho foi entender a dinâmica dessa paisagem, com base no estudo da composição mineralógica e química dos solos e sedimentos e na composição palinológica de sedimentos lacustres dessa região. Dessa forma, foram coletadas amostras de barrancos expostos nas margens dos rios Javaés e Araguaia, de barras arenosas e sedimentos lacustres. Os solos e sedimentos foram analisados quanto à sua mineralogia por Difração de Raios- X e química por ICP-MS. Os testemunhos de sedimentos coletados em 2 lagos distintos, um localizado no interior da porção norte da Ilha do Bananal (Lago Quatro Veados) e o outro situado nos arredores do Rio Javaés (Lago da Mata Verde) foram analisados quanto ao seu conteúdo palinológico e datados por AMS 14C. Os resultados desta pesquisa estão apresentados em 3 artigos: o primeiro trata sobre a mineralogia e geoquímica dos solos e sedimentos da Ilha do Bananal, das barras e barrancos ao longo do Rio Javaés. Discorre, portanto, sobre a natureza diversificada dos minerais e elementos químicos que compõem os estratos e horizontes dessas coberturas superficiais, apontando proveniência geológica, bem como os processos geoquímicos envolvidos na dinâmica atual e pretérita dessa paisagem. O segundo artigo apresenta a dinâmica da vegetação ao longo dos últimos 2000 anos AP no interior da Ilha do Bananal e discute sua relação com as condições climáticas e edáficas locais. O terceiro artigo, por sua vez, descreve a sucessão vegetal ocorrida nos últimos 400 anos AP, com base no registro polínico de sedimentos de um lago situado nos arredores da Ilha do Bananal, bem como, analisa o espectro polínico moderno na região. Os resultados obtidos através do presente trabalho apresentam uma paisagem altamente diversificada quanto as suas geoformas, coberturas sedimentares e pedogenéticas e aspectos geobotânicos resultante dos diversos momentos de sua história geológica e que mesmo atualmente se mostra dinâmica e intrigante. Os solos e sedimentos dessa paisagem são variados quanto as suas texturas (sequencias de materiais arenosos e argilosos) e composições mineralógicas e químicas onde minerais primários e derivados de variados graus de intemperismo químico coexistem em um mesmo perfil, evidenciando momentos de condições climáticas contrastantes. Mesmo, atualmente é possível observar in loco ambientes com dinâmicas variáveis (erosivas, sedimentares, pedogenéticas, etc.), bem como, processos geoquímicos diversos, tais como, aqueles de oxidação das barras e barrancos arenosos e também os processos redutivos dessas areias ferruginizadas (por vezes, confundidas equivocadamente com perfis lateríticos), devido o contato com os ácidos orgânicos produzidos pela cobertura florestada e condições hidromórficas as quais são submetidas. Com relação às mudanças na vegetação ao longo do Holoceno tardio, observou-se um controle climático, mas, sobretudo edáfico, uma vez que, essa área é sazonalmente alagada, fato este favorecido pela natureza argilosa dos horizontes superficiais dos solos, das altas taxas de pluviosidade como estação chuvosa prolongada (em média 6 meses) e da extensivamente planura do terreno. Assim, fatores como a duração das inundações e das condições de hidromorfismo decorrentes são responsáveis por controlar a instalação de florestas e/ou savanas que caracterizam a região. Dessa maneira, a regência de um clima mais seco com o encurtamento das estações chuvosas que causa a elevação do lençol freático pode representar condições favoráveis ao desenvolvimento e avanço da floresta. Por outro lado, um clima mais úmido com estações chuvosas mais prolongadas causaria inundações, abrangendo áreas maiores e os solos permaneceriam saturados por períodos mais longos, fato este que desfavorece o avanço da floresta e possibilita a manutenção ou mesmo expansão das savanas, especialmente aquelas dominadas por gramíneas sobre a região. No entanto, como já mencionado, as condições climáticas nessa região, controlam a expansão das formações florestais, porém, não são os únicos fatores protagonistas nesse processo, uma vez que, a presença da wetland decorrente da topografia baixa e plana, dos solos argilosos e da saturação dos solos e sedimentos se constitui um impedimento efetivo para instalação de florestas. Outro fator responsável pela substituição da floresta de galeria por savana arbórea, por exemplo, é o abandono de canais, fato observado atualmente na região, onde é possível trilhar por dentro desses antigos leitos dos rios, muitos desses locais já enriquecidos em espécies como a Curatella americana e Byrsonima sp entre outras. A Ilha do Bananal que se insere geologicamente no contexto da Bacia do Bananal e é banhada por umas das maiores bacias hidrográficas do território brasileiro (Araguaia-Tocantins), configura-se como uma paisagem extremamente importante para a compreensão do dinâmica das wetlands e também das áreas de ecótonos floresta-savana, durante o Quaternário, enquadrando-se nas duas situações. A parte norte da ilha onde foi desenvolvida esta pesquisa ainda carece de estudos. Entretanto, de um modo geral, esta pesquisa trouxe contribuições para entender a dinâmica funcional dessa paisagem frente as mudanças climáticas e ambientais ocorridas na região, bem como para ampliar o conhecimento sobre as paisagens de transição entre a floresta amazônica e as savanas, cujo conhecimento paleoambiental ainda é restrito.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do tempo de síntese de zeólita A a partir de caulim amazônico, conformação por extrusão e verificação desta na eficiência de adsorção de NH4 +
(Universidade Federal do Pará, 2015-04-24) SANTOS, Suzianny Cristina Arimatéa; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673
O caulim é bastante utilizado na área de materiais (cerâmica, pozolanas, enchimentos e fabricação de tintas) tanto como o rejeito quanto o produto beneficiado. Atualmente a utilização mais explorada vem sendo em síntese de zeólitas, visto que esta apresenta as mais nobres aplicações. As zeólitas são sintetizadas a partir de fontes de silício e alumínio, fato este que justifica a utilização do caulim, pois é formado essencialmente pelo argilomineral caulinita (Al2Si2O5(OH)4). Neste trabalho foi realizada uma comparação do caulim da região do Rio Capim com caulins de referência mineralógica/química e outros caulins amazônicos para verificar se é possível torná-lo um material de referência. A comparação realizou-se através de análise granulométrica, difração de raios X, fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica diferencial e espectroscopia de infravermelho e cálculos de cristalinidade. Além disso, o caulim da região do Rio Capim foi utilizado como fonte de silício e alumínio para obtenção de zeólita A, a fim de verificar o efeito do tempo na síntese. Os ensaios foram realizados em tempos de 30 min, 1 h, 2 h e 24 h e estas zeólitas aplicadas em adsorção de amônio. A partir da zeólita sintetizada realizou-se o processo de conformação por extrusão, avaliando vários ligantes (silicato de sódio, bentonita, caulim e CMC) e temperaturas de queima (500, 700 e 800 °C). Posteriormente, estes extrudados foram aplicados, também, em adsorção de amônio para a verificação de sua eficiência. Observou-se que é possível a utilização do caulim do Rio Capim como material de referência mineralógica (de alto grau de ordem estrutural) e/ou química, pois o mesmo mostrou um desempenho próximo ou igual aos caulins de referência comparados nesse trabalho. A zeólita A foi sintetizada a partir de caulim amazônico e este apresentou uma excelente fonte silício e alumínio. Todos os tempos de síntese proporcionaram zeólita A em quantidades zeolítica de ~ 600 g. Todas as zeólitas apresentaram alto grau de ordem estrutural vistas ao DRX e MEV. Verificou-se, ainda, que síntese de zeólita A em tempos de 30 minutos pode ser realizada sem prejuízos na sua aplicação, já que esta apresentou a diferença inferior somente de 3% em eficiência na adsorção comparada com a de 24 h. Os ensaios de conformação por extrusão mostraram-se promissores, dos 10 ensaios realizados 5 foram bem sucedidos com a obtenção de granulados com resistência física. Contudo, apenas os granulados contendo silicato de sódio e CMC como ligantes apresentaram alta eficiência em adsorção de amônio. Com valores de ~ 95,5% de eficiência em 24 horas de contato.
Acesso aberto (Open Access)
Elementos terras raras, U, Th e elementos potencialmente tóxicos em agroecossistemas com uso de fertilizantes no nordeste do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2020-11-30) BRAZ, Anderson Martins de Souza; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
A região amazônica é a última fronteira agrícola do Brasil e os aumentos da demanda por alimentos e fontes energéticas renováveis têm intensificado a pressão de uso do solo. O estado do Pará é um dos maiores produtores mundiais de dendê e pimenta do reino, sendo a mesorregião do Nordeste Paraense responsável pela produção anual de 1.634.476 toneladas de dendê, 39.577 toneladas de pimenta do reino e 286.768 toneladas de laranja, o que representa 97, 50 e 2% da produção nacional. Os solos da Amazônia, para expressarem o alto potencial agrícola, demandam altas taxas de aplicação de fertilizantes. Contudo, as matérias primas utilizadas na produção de insumos agrícolas também são fontes de contaminação do solo. Assim, estudos que facilitem o entendimento da dinâmica de elementos terras raras (ETRs) e outros metais/metaloides nos solos da região são relevantes. E, partindo da premissa que a ação antrópica, principalmente através das atividades agrícolas, tem provocado incrementos significativos nos teores destes elementos em solos, objetivou-se avaliar (i) as concentrações de ETRs e outros metais em agroecossistemas amazônicos de citricultura, dendeicultura e pipericultura, com 26, 10 e 5 anos de implantação, respectivamente; (ii) determinar os índices de contaminação como, o fator de enriquecimento e de bioacumulação e; (iii) estabelecer/discutir relações com as propriedades dos solos. Os resultados mostraram: (i) ETRs são extremamente correlacionados ao pH do solo; (ii) o európio (Eu) apresentou o maior fator de bioacumulação dentre os ETRs; (iii) as concentrações de atividade de 238U e 232Th no solo cultivado com pimenta do reino foram superiores à média mundial de 238U (35 Bq kg-1) e 232Th (30 Bq kg-1) conforme estabelecido pelo Comitê Científico das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR); (iv) fatores de enriquecimento (FE) moderados de Ba, Pb e Zn (2 > FE < 5) e significativos para As e Cu (5 > FE < 20); (v) as seguintes ordens de bioacumulação: dendê - Cu > Zn > Hg > Ni > Ba > Co > As > Cr > Cd ≈ Pb; pimenta do reino - Zn > Hg > Cu > Ba > Ni > Co > Pb >> As > Cr > Cd; laranja - Hg > Ni > Ba > Zn > Co > Cu > As > Pb >> Cr > Cd. Nesse contexto, este é o primeiro estudo avaliando a absorção de ETRs por culturas amazônicas de grande importância para os mercados globais. Uma relevante contribuição para prever o acúmulo de contaminantes em solos resultante de atividades antrópicas, principalmente, em regiões de importância agrícola e de vulnerabilidade ambiental como o bioma Amazônia.
Acesso aberto (Open Access)
A Evolução da paisagem de transição savana-floresta em Roraima durante o Holoceno tardio: base mineralógica, geoquímica e palinológica
(Universidade Federal do Pará, 2011-01-10) MENESES, Maria Ecilene Nunes da Silva; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; https://orcid.org/0000-0002-0134-0432
A Amazônia compreende diversas fisionomias vegetais, além da vasta e amplamente difundida floresta tropical. As savanas, por exemplo, estão presentes em várias partes como manchas descontínuas, ou cobrindo extensas áreas como é o caso das savanas encontradas nas porções norte e nordeste do estado de Roraima. Estas savanas pertencem ao chamado Complexo Rio Branco-Rupununi considerado o maior bloco contínuo desse tipo de vegetação na Amazônia brasileira, que no estado de Roraima atinge 41.000 km2 de um total de 53.000 km2, sendo limitado ao sul e a oeste pelas florestas tropicais. Visando entender a dinâmica da cobertura vegetal e a evolução dessa paisagem como um todo, frente às possíveis mudanças climáticas ocorridas ao longo do tempo geológico, foi realizado o presente estudo. A área selecionada para este trabalho representa uma faixa de transição entre as savanas e florestas na porção ocidental do bloco de savanas, onde quatro topossequências (FC, FH, TIA e RU) representativas dos padrões de relevo, cobertura vegetal e pedológica foram selecionadas para amostragem. Dessa forma, amostras da cobertura regolítica foram coletadas a partir da base das topossequências (veredas) até o topo seguindo as aparentes variações cromáticas e texturais dos materiais. Adicionalmente, outras duas veredas (AM e MB) foram também amostradas. As amostras destes regolitos foram submetidas às análises granulométricas via úmida; mineralógicas por DRX; e químicas (elementos maiores e traços) por ICP-MS e FRX. Os sedimentos das veredas foram ainda datados pelo método radiocarbono empregando-se a técnica AMS (Accelerator Mass Spectrometry) e submetidos a análises palinológicas, incluindo-se a quantificação das micro-partículas de carvão presentes nos mesmos. Os regolitos da área estudada variam de arenosos a areno-sílticos sendo compostos majoritariamente por quartzo e caulinita, e em menores proporções por muscovita, sillimanita, goethita, microclínio e albita. Os teores elevados de SiO2 confirmam o caráter essencialmente quartzoso destes regolitos, enquanto que os valores de Al2O3 mais expressivos nas zonas saprolíticas mosqueadas e nos sedimentos das veredas refletem a maior participação da caulinita, único argilomineral presente nas amostras. As composições mineralógicas e químicas destes materiais indicam proveniência de rochas metamórficas e de lateritos da região, que diante de condições climáticas úmidas e quentes tem sofrido intenso intemperismo químico e lixiviação. O surgimento e amplo desenvolvimento de veredas de Mauritia flexuosa a partir de 1550 anos AP nessa região, como demonstram as análises palinológicas, corrobora o aumento de umidade na região, o que também favoreceu a expansão de florestas. De fato, árvores de Virola, Alchornea, Melastomataceae e Moraceae entre outras ocorreram com freqüência indicando que florestas de galerias e manchas de florestas secundárias indicadas pelos gêneros Didymopanax, Cecropia e Attalea se desenvolveram na região na maior parte do tempo registrado. Apesar dessas condições úmidas, há registros de redução das florestas por volta de 1400-1100 anos (vereda FC), 900-200 anos (veredas AM e FC) e entre 700 e 300 anos (vereda TIA) em favor da expansão das savanas. É provável que a redução de florestas durante esses períodos tenha sido provocada pelo aumento na intensidade de fogos (provavelmente antrópicos) inferido pela mais alta concentração de partículas carbonizadas nos sedimentos prévia e simultaneamente a essa diminuição da cobertura florestal. Estes fogos ainda são comuns na região com maior freqüência nas proximidades de assentamentos humanos (indígenas) e fazendas de gado e possivelmente exercem algum impedimento à expansão das florestas. Embora, condições alternadas de hidromorfismo e estresse hídrico também contribuam para impedir esta expansão. As características granulométricas, mineralógicas e químicas da cobertura regolítica e os registros palinológicos e cronológicos dos sedimentos das veredas permitem interpretar que a paisagem de transição savana-floresta estudada, marcada atualmente por um complexo mosaico de savanas graminosas e/ou arbóreas, recortadas por extensas veredas de Mauritia flexuosa, corredores de matas de galerias, ilhas de florestas, sobre regolitos arenosos, quartzosos e cauliníticos é condizente com as atuais condições climáticas quentes e úmidas prevalecentes na região a partir do Holoceno Tardio. Em contrapartida, feições tais como linhas de pedras compostas por fragmentos de quartzo e de crostas lateríticas denotam eventos erosivos provavelmente ocorridos no Pleistoceno Tardio e até mesmo no Holoceno Médio quando climas secos a semi-áridos dominaram a região. Assim, a paisagem em questão tem sido palco de intensas transformações ecológicas e geomorfológicas fomentadas principalmente pelas mudanças climáticas impostas à região, embora o homem pré-histórico e também moderno também tenha contribuído, no sentido de retardar a expansão das florestas sobre as savanas.
Acesso aberto (Open Access)
Evolução supergênica do depósito cuprífero Alvo 118 - Província Mineral de Carajás
(Universidade Federal do Pará, 2022-12-15) SANTOS, Pabllo Henrique Costa dos; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; https://orcid.org/0000-0002-0134-0432
A Província Mineral de Carajás abriga um dos maiores cinturões cupríferos do mundo, em que as mineralizações hipogênicas sulfetadas foram parcialmente transformados em gossans e estes lateritizados e/ou truncados durante a evolução da paisagem. Estas coberturas representam fonte de informações para a explorção mineral e, em alguns casos, podem ser lavradas juntamente com as mineralizações hipogênicas parentais. Os platôs da Superfície Sulamericana hospedam gossans completos e lateritizados, enquanto as áreas denudadas no entorno, típicas da Superfície Velhas, exibem gossans incompletos ou imaturos, tendo como um exemplar deste último o depósito Alvo 118. Neste corpo, a mineralização hipogênica foi convertida em um gossan imaturo localizado em profundidade, enquanto as rochas hospedeiras foram intemperizados próximo à superfície, formando um saprólito mineralizado. O gossan é formado por uma zona de oxidação, que inclui goethita, malaquita, pseudomalaquita, cuprita, tenorita, cobre nativo, ramsbeckita, crisocola e libethenita; com relictos de uma zona de sulfeto secundário, representada por calcocita. Estes minerais estão distribuídos em zonas de domínio da goethita, malaquita, cuprita e libethenita, com evolução independente, em que suas sucessões minerais refletem a transição das soluções mineralizantes de condições ácidas para levemente alcalinas e aumento no potencial de oxirredução. Este ambiente foi estabelecido a partir da interação das soluções ácidas, derivadas da dissolução da calcopirita, com os minerais de ganga (calcita e apatita) e das rochas hospedeiras, granodioritos e, secundariamente, clorititos, que atuaram no tamponamento do sistema, favorecendo a formação de novos minerais carreadores do cobre. As fortes correlações do CuO com Ag, Te, Pb, Se, Bi, Au, In, Y, U e Sn na mineralização hipogênica refletem as inclusões de petzita, altaíta, galena, cassiterita e estannita na calcopirita. No gossan, Ag, Te, Pb, Se e Bi permaneceram associados e foram incorporados aos minerais de cobre neoformados. Por outro lado, Au, In, Y, U e Sn exibem maior afinidade com os oxi-hidróxidos de ferro, assim como, Zn, As, Be, Ga, Mo e Ni. Os valores de δ65Cu reforçam que o gossan investigado é imaturo e não foi intensamente afetado por processos de lixiviação. As principais fases minerais identificadas no saprólito são caulinita (dominante), associada com clorita, esmectita e vermiculita, além de quartzo e oxihidróxidos de ferro. No saprólito, os oxi-hidróxidos de ferro apresentam forte correlação com Ga, Sc, Sn, V, Mn, Co e Cr, em parte derivados do intemperismo das rochas parentais. Adicionalmente, dados de espectroscopia Mössbauer apontam importante papel da ferridrita e goethita como incorporadores de cobre no saprólito. Não há evidências da incorporação de sua pelos argilominerais. Os valores de δ56Fe indicam pouca contribuição da mineralização primária para os conteúdos de Fe do saprólito, que é mais influenciado pelo intemperismo da clorita. A associação Al2O3, Hf, Zr, Th, TiO2, Ce, La, Ba, Sr representa a assinatura geoquímica das rochas hospedeiras, que influenciam a composição química dos três tipos de mineralização. Por outro lado, os principais elementos rastreadores da mineralização hipogênica são a associação In, Y, Te, Pb, Bi, Se. O conhecimento detalhado do fracionamento mineral e geoquímico supergênico torna o depósito Alvo 118 um referencial para a investigação de gossans imaturos e saprólitos mineralizados em áreas denudadas da Província Mineral de Carajás ou em terrenos equivalentes.
Acesso aberto (Open Access)
Hidróxidos duplos lamelares e sílica gel à base de escória de alto forno, com ênfase na aplicação do HDL na catálise do óleo essencial de Conobea scoparioides da região Amazônica
(Universidade Federal do Pará, 2012-12-03) REBELO, Monaliza Maia; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
Hidróxidos duplos lamelares (HDLs) e sílica gel foram obtidos a partir do resíduo siderúrgico escória de alto forno (EAF), proveniente do município de Marabá-PA. A EAF quando digerida em HCl resultou em duas fases. A fase solúvel (solução EAF) foi usada para sintetizar os HDLs, enquanto a fase sólida foi caracterizada por diferentes técnicas. Os HDLs foram sintetizados por coprecipitação a pH crescente, misturando uma solução aquosa de NaOH com a solução EAF e MgCl2.6H2O, estabelecendo uma razão molar teórica Mg/Al=3,5. As variáveis de síntese investigadas foram a temperatura (30 e 45 ºC) e o pH (9 e 12). Os HDLs mostraram estrutura semelhante à da hidrotalcita. Os HDLs sintetizados a 30 ºC mostraram características do sistema Mg-Al-CO3 enquanto os sintetizados a 45 °C foram pertencentes ao sistema Mg-Al-Cl-CO3. Os valores de pH influenciaram diretamente no estrutura cristalina dos HDLs. Aqueles sintetizados em maiores valores de pH apresentaram maior grau de ordenamento estrutural e maiores valores dos parâmetros a e c da cela unitária e do espaçamento basal d(003), além de possuírem maior teor de Mg. A fase sólida resultante da digestão ácida da EAF, codificada como EAF-sílica, mostrou caráter amorfo, típico de sílica amorfa. A EAF-sílica apresentou propriedades semelhantes as das sílicas comerciais como elevada pureza, com um percentual mássico de 99,65% de SiO2, em base livre de umidade. Ela mostrou uma elevada área específica (282 m2/g); alta afinidade por água fisisorvida (12,27%) e elevada quantidade de água de constituição (6,18%). Possui partículas de tamanhos extremamente finas, formando aglomerados de tamanhos variados, alguns menores que 1 μm, com morfologia típica de material poroso. As partículas de EAF-sílica apresentaram distribuição granulométrica unimodal e boa homogeneidade, com diâmetro médio D50 das suas partículas igual a 7,0 μm. Com o propósito de encontrar uma aplicação para os HDLs à base de EAF, a hidrotalcita EAF-HDL-4, pertencente ao sistema Mg-Al-Cl-CO3, com razão molar Mg/Al: 3,2 e morfologia porosa, foi avaliada como catalisador na conversão entre os constituintes majoritários do óleo essencial de C. scoparioides, uma erva aromática da região amazônica conhecida como pataqueira. A EAF-HDL-4 mostrou forte influência na conversão entre α-felandreno, ρ-cimeno, éter metílico do timol e timol, com elevada seletividade para a formação de timol. A EAF-HDL-4 em contato com a amostra do óleo em EtOH não mostrou atividade catalítica significativa. No entanto, nas amostras do óleo em EtOH: água observou-se uma tendência decrescente do percentual de α-felandreno, ρ-cimeno e éter metílico do timol, com o aumento da quantidade de água, enquanto que o percentual do timol foi aumentado. Verificou-se que, nas amostras analisadas após o contato com a EAF-HDL-4, o percentual de timol estava acima daqueles contidos nas respectivas amostras controle, estando acrescido de valores entre 2,69% a 86,75%. Com base nesses dados, sugere-se que a conversão entre os constituintes majoritários foi favorecida pela ação da água e catalisada pela EAF-HDL-4. Nós propomos que tanto o α-felandreno e o ρ-cimeno como o éter metílico do timol se converteram a timol, aumentando o percentual deste, que no óleo essencial de C. scoparioides era 41,62% e após o contato com o HDL passou para um percentual de até 95,02% de timol.
Acesso aberto (Open Access)
O intemperismo tropical como agente de degradação de cadeias de isoladores de alta tensão em subestações na Amazônia Oriental: estudo de caso em Barcarena-PA e São Luís-MA
(Universidade Federal do Pará, 2018-11-13) PORFIRIO, Darilena Monteiro; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
A deposição de particulados atmosféricos de Belém-PA, de Barcarena-PA e de São Luís-MA e a caracterizacao geoquímica das espécies presentes, pode auxiliar no entendimento do efeito do intemperismo tropical e como este atua na degradação de cadeias de isoladores de alta tensão em subestações elétricas na Amazônia. Na amostragem adotada, foi importante avaliar a sazonalidade (período seco e chuvoso) realizada por 24 coletas com periodicidade mensal entre janeiro-2012 e fevereiro-2016, para a coleta foi utilizado a norma ABNT NBR IEC 60815-1 (2015), o coletor direcional de depósito de poeiras (CDDP´s), as velas úmidas de cloreto (ABNT NBR 6211) e de óxido de chumbo (ABNT NBR 6921) na determinação das taxas de cloreto e sulfatação respectivamente. A caracterização das amostras de material solúvel foi feita por cromatocrafia iônica (CI); a análise elementar da fração insolúvel foi feita por espectrometria de emissão atômica por plasma induzido por Laser (LIBS) e a morfologia foi identificada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à fonte de raios-X (EDS). Na água de chuva de Barcarena-PA a ordem de ocorrência dos íons foi: Na+> Cl-> SO4 2->Ca2+> K+>F-> NH4 +-N > Mg2-> NO3 --N. Havendo uma contribuição marinha de Na+ e Cl- e antrópica de SO4 -2 , F- e NO3 --N. E as taxas de deposição de poeiras (Tipo A) média anual de São Luís-MA (7 a 11mg m-2 dia-1) são similares as de Barcarena-PA (7 a 14mg m-2 dia-1). Contudo, a classificação do grau de severidade de poluição local, de acordo com a ABNT NBR IEC 60815-1 (2015), é alta para Barcarena-PA e média para São Luís-MA em razão da deposição condutiva (Tipo B). As razões de deposição Cl-/ SO4 -2, a presença de F-, SO4 -2 e NO3 --N demonstraram maior impacto antrópico na subestação de Barcarena-PA que na de São Luís-MA. Isto posto, há indícios que as condições de corrosividade atmosférica nas regiões de estudo e os efeitos de degradação nos isoladores elétricos seguirão esta lógica, da intensidade e do risco de falhas, relacionando à contribuição antrópica industrial mais intensa na SEVC. Uma vez que as fontes de sal marinho, antrópica e crustal aumentam o potencial risco aos componentes elétricos nas linhas de transmissão.
Acesso aberto (Open Access)
Interações geoquímicas na superfície de gleissolos no Estuário Amazônico
(Universidade Federal do Pará, 2012-06-29) SILVA, Sérgio Brazão e; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; https://orcid.org/0000-0002-0134-0432
As várzeas são terrenos baixos e mais ou menos planos que se encontram junto à margem de rios. São abundantes no estuário amazônico e apresentam grande variabilidade ambiental, com ampla diversidade de solos, vegetação, água de inundação e regime de inundação. A grande variabilidade de ambientes encontrados, no entanto, impõe a necessidade de desenvolvimento de estudos visando conhecê-los, para induzir seu aproveitamento e preservação. A fertilidade elevada destes solos se destaca em relação aos demais solos da Amazônia, com fertilidade baixa. Características regionais específicas, entretanto necessitam ser investigadas para compreender o exato mecanismo para a formação da fertilidade do solo, neste ambiente. Pesquisas iniciais apontavam prioritariamente para a contribuição da colmatagem de sedimentos para formação da fertilidade nestes solos. Para auxiliar na compreensão das transformações geoquímicas que afetam e contribuem para a formação da fertilidade nestes solos, se investigou as transformações geoquímicas na superfície de dois Gleissolos, correspondentes a dois ambientes distintos do estuário amazônico: uma várzea de água doce, no rio Guamá e uma várzea salina em ambiente de mangue, no rio Caeté. Paralelamente se avaliou as características do solo e sedimentos em suspensão na água dos rios que circundam as várzeas estudadas, o suspensato. A amostragem do solo, destinada à realização do experimento foi realizada na superfície dos solos estudados, correspondente à profundidade explorada nutricionalmente pelos vegetais. As amostras destinadas à caracterização do solo foram obtidas através de amostragem em seus horizontes, correspondendo seu primeiro horizonte à amostra destinada à realização do experimento. O suspensato foi obtido através de coleta da água dos rios próximos aos locais de amostragem, e deixados em decantação por três meses, após os quais foram separados do sobrenadante, centrifugados, separados novamente do sobrenadante, e secos em dessecador. A seguir foi realizada a caracterização mineralógica, tanto nos solos estudados, como nos suspensatos obtidos. Solo e suspensato também foram avaliados através de determinação química total, granulometria e de sua fertilidade. O estudo realizado, consistiu, na realização de dois experimentos, com 4 repetições cada, que promoveu inundação nos solos, em condição de laboratório, empregando água destilada, para evidenciar as transformações químicas que ocorrem, sem considerar a água local dos ambientes. Após inundação, amostras eram retiradas periodicamente e analisadas úmidas, obtendo os teores disponíveis de elementos relacionados à nutrição vegetal (P, K, Ca, Fe, Mn, Cu, Zn), valores de carbono orgânico e do pH e Eh. Em terceiro ensaio, a metodologia usualmente empregada para a avaliação da fertilidade de solos, que preconiza a análise no solo previamente seco, foi objeto de investigação, em comparação com metodologia empregada em diversos trabalhos neste tipo de solo, a qual emprega a determinação na amostra ainda úmida para proceder à análise, convertendo os resultados para solo seco empregando fator de correção. Este cuidado é empregado em diversos trabalhos neste tipo de solo, em virtude de após secos, se reverterem as transformações ocorridas, e assim ocorrer a possibilidade de informar resultado não correspondente às condições de campo. Nesta investigação, a variação de resultados na disponibilidade de nutrientes, que ocorre após a inundação foi avaliada pelas duas metodologias, tanto no Gleissolo Háplico, como no Gleissolo Sálico, em dois experimentos. Assim sendo, durante o período inundado, amostragens periódicas nas parcelas experimentais avaliaram as variações nas concentrações disponíveis de P, Ca, K, Fe, Mn, Cu e Zn, através das duas metodologias testadas. Os experimentos demonstraram que a inundação promove alterações profundas na fertilidade dos solos estudados, mas com diferenças relacionadas à sua condição regional. Os resultados obtidos expressam que a ocupação dos poros do solo pela água induzem a grande transformação no comportamento geoquímico do solo, influenciando na disponibilidade dos elementos estudados, no pH e Eh. O Gleissolo Háplico situado no rio Guamá alterou seu pH inicial de 4,69 para estabilizar em torno de 6,6 a partir do 8º dia. Da mesma forma seu Eh também decaiu substancialmente 322 mV para -337 mV durante 4 meses de inundação. Ocorreu grande acréscimo de Fe, P e Mn disponível para o solo. Em relação ao K, Ca, Cu, Zn e Fe, ocorreram pequenos acréscimos de valores disponíveis, entretanto com valores suficientemente adequados á nutrição vegetal, à exceção do ferro que adquiriu valores extremamente elevados. No Gleissolo Sálico, situado no mangue do município de Bragança, o comportamento ocorreu de forma semelhante, embora com escalas de intensidade diferente. A variação no pH não ocorreu de forma tão intensa neste solo, tendo se estabilizado entre 5 e 6, menores que no rio Guamá, mas com valores que impede que os micronutrientes se tornem indisponíveis com o tempo de inundação. Da mesma forma o Eh demonstrou que ocorre redução neste solo, mas não tão acentuada quanto ocorre no solo do rio Guamá, resultando em redução estabilizada em valores situados entre 200 e 300 mV. Este fato ajuda a explicar o acúmulo de matéria orgânica no perfil deste solo, acumulada por falta de aceptores de elétrons e dinâmica acentuada da matéria orgânica que este ambiente possui. Neste solo a disponibilidade de fósforo diminuiu com o tempo. Ambos os solos e suspensatos estudados apresentaram composição mineralógica semelhante com quartzo, illita, esmectita, caulinita, e o solo do rio Guamá apresentou ainda goethita. Nos suspensatos estudados, a alta fertilidade apresentada, superior que a dos próprios solos, indica a possibilidade de manutenção da fertilidade do solo, após deposições periódicas que ocorrem a cada maré. Associados à presença elevada de matéria orgânica e a presença de argilominerais 2:1 presentes no solo, estes fatores despontam como condição diferencial destes solos, principalmente dentre os solos comumente encontrados na terra firme. No terceiro experimento, referente à comparação entre a análise efetuada no solo seco e a análise efetuada no solo úmido, os resultados indicam que a resposta às transformações que se procedem após a inundação, é percebida em ambos os métodos testados, e que os métodos respondem de forma diferente para cada ambiente testado. Assim, a avaliação estatística aponta os elementos cálcio, no Gleissolo Háplico, e fósforo, potássio, manganês e zinco no Gleissolo Sálico, como indiferentes na escolha do método a ser utilizado em sua determinação. Em seguimento, os elementos fósforo, manganês e cobre no Gleissolo Háplico e o cálcio no Gleissolo Sálico são elementos que apresentaram vantagem estatística para a análise no solo seco. Os elementos potássio, ferro e zinco, no Gleissolo Háplico e Ferro e cobre no Gleissolo Sálico apresentaram resultados favoráveis à determinação no solo úmido. No entanto, embora ambos os métodos possam ser utilizados, a análise no solo úmido é recomendada, pelo acompanhamento das transformações, que são percebidas em detalhes, em especial para os resultados de teores inferiores, comuns no início do período de inundação. Os três estudos realizados nos solos do estuário Amazônico demonstram que as alterações geoquímicas que ocorrem nestes solos após ter seus poros preenchidos com água, não procedem da mesma forma, embora sejam solos da mesma classe pedológica e possuam proximidade geográfica. Fatores regionais influenciam os resultados como características mineralógicas, a água de inundação, biologia do local e outros fatores. Embora a liberação de nutrientes ocorra de forma específica aos solos estudados, as alterações se apresentaram benéficas, proporcionando condições adequadas ao desenvolvimento vegetal. O suspensato, que se apresentou em ambos os locais estudados, com fertilidade elevada, possibilita assim, a manutenção dos altos índices de fertilidade encontrada nestes solos, após ação das marés, quando é depositado no solo. A presença de argilominerais 2:1, representou um diferencial para estes solos, pois estes minerais são ausentes na superfície de solos de terra firme nos solos do entorno, e contribuem para a formação de índices elevados de CTC, que ainda recebe acréscimo devido aos teores elevados de matéria orgânica existente, em especial no Gleissolo Sálico. São condições distintas em relação aos solos nesta região, que não contam com fatores que proporcionem CTC elevada, assim como fatores que proporcionem a manutenção desta fertilidade, pela adição de material fértil de forma periódica.
Acesso aberto (Open Access)
Lateritização e sedimentação cenozoica na evolução da paisagem da Serra dos Carajás
(Universidade Federal do Pará, 2021-04-01) MAURITY, Clovis Wagner; NOGUEIRA, Afonso César Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/8867836268820998; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
A Serra dos Carajás localizada na porção sudoeste da Amazônia brasileira é um dos exemplos de terrenos lateríticos com couraças ferruginosas ou cangas sustentando platôs que formam altiplanos de até ~700 m. Dois conjuntos distintos de duricrostas são reconhecidos nesta região: 1) um mais antigo, desenvolvido durante o Paleógeno sobre formações ferríferas bandadas (BIF) e vulcânicas do Pré-cambriano; e 2) relacionados uma sucessão de até 30 m de espessura ferruginizada previamente considerada como supergênica e reinterpretada aqui como de origem sedimentar. As análises geomorfológica, sedimentológica, paleomagnética e geoquímica destes depósitos ferruginizados em afloramentos e testemunhos de sondagem formados por brecha e ironstone constataram que estes registram fases recorrentes de denudação e aplainamento a partir do desmantelamento de perfis lateríticos. As brechas são cimentadas por goethita e oxi-hidróxidos de ferro e alumínio são representativos de fluxos de detritos subaéreos e em lençol relacionados a leques coluviais adjacentes a sistema lacustres rasos compreendendo deposição química de goethita e hematita. As rochas ricas em goethita apresenta camadas centimétricas a métricas com laminação plana alternadas com níveis de pisólitos/oncoides indicam atividade microbiana. Dados petrográficos e de difração de raios-x indicaram principalmente hematita (50%), goetita (47%) e gibbsita+Al-goetita+magnetita (3%). A alta suscetibilidade magnética, campos alternados e desmagnetização térmica destes depósitos indicaram uma magnetização remanescente fornecida principalmente pela hematita e goethita. A alta concentração de carbono presente nestes minerais sugere que a forte magnetização detectada pode resultar de antigos incêndios florestais. O padrão gráfico oblato da anisotropia da suscetibilidade magnética e a dispersão dos polos da magnetização remanescente natural indicam variáveis sin e pós-deposicionais relacionada à magnetização herdada presente nos fragmentos de BIF. Análise geoquímica destes depósitos mostram que os elementos pouco móveis têm relação incipiente com as unidades do substrato formadas pelos BIF e basaltos e os valores altos de titânio também corroboram concentração durante a sedimentação não relacionada com a lateritização. A formação de leques coluviais progradantes em direção aos lagos rasos químicos implantados nos vales foram recorrentes na Serra dos Carajás e atestam variações climáticas que ocorrem desde o Pleistoceno. Esta nova visão das duricrostas da Serra dos Carajás inicia uma nova leitura geológica que permite um melhor entendimento dos processos intempéricos e sedimentares relacionados a evolução da paisagem amazônica durante o Cenozoico.
Acesso aberto (Open Access)
lndicadores de estabilidade da matéria orgânica em terras pretas nos sítios arqueológicos Jabuti e Jacarequara (Pará)
(Universidade Federal do Pará, 2015-09-02) SENA, Luciana Freitas de; KERN, Dirse Clara; http://lattes.cnpq.br/8351785832221386; 8351785832221386; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008; 1829861620854008
As condições ambientais da região amazônica favorecem o intemperismo e a decomposição do material orgânico do solo, tornando-o empobrecido em nutrientes e dificultando o uso agrícola. Porém, na mesma região, áreas que foram modificadas pela ação antrópica pretérita, conhecidas como Terra Preta Arqueológica (TPA), apresentam propriedades diferenciadas, dentre as quais, destaca-se a elevada estabilidade da matéria orgânica do solo (MOS) que em algumas pesquisas é atribuída às interações entre a MOS e demais constituintes do solo, tais como carbono pirogênico e minerais do solo. Neste estudo foram selecionados dois sítios arqueológicos no Estado do Pará, o Jabuti, tipo cemitério habitação, localizado no município de Bragança, e o Jacarequara, tipo sambaqui, situado no município de Barcarena, a fim de avaliar a estabilidade da matéria orgânica em TPA, a partir de soluções extraídas dos solos (profundidades de 30 e 80 cm) e dos próprios solos (coletados durante a implantação dos extratores no mês de dezembro de 2013) em áreas de TPA e adjacências. A caracterização das soluções dos solos foi realizada no período compreendido entre os meses de março e junho de 2013, com base nas propriedades macroscópicas e nos indicadores químicos: concentrações de carbono dissolvido (orgânico, inorgânico e total), determinados pelo método de combustão; pH, Eh e condutividade. As avaliações da estabilidade de MOS nas fases sólidas da TPA e áreas adjacentes (ADJ) foram feitas com base na verificação textural dos solos, indicadores químicos (pH, concentrações de carbono orgânico e dos nutrientes Ca, K, P, Na, e Mg) e biológico, representado pela biomassa microbiana, determinada pelo método de irradiação/extração e expressa em termos de carbono (Cbm) e nitrogênio (Nbm). Os resultados obtidos das soluções de solos indicaram que nos dois sítios os valores de pH são mais elevados em profundidade (80 cm), sendo que, no sítio Jacarequara foram determinados valores de até 7,2 para esse parâmetro, enquanto que, no sítio Jabuti os resultados de pH não ultrapassam o valor 6. Os valores máximos de Eh (mV), condutividade (µs) e carbono orgânico dissolvido (mg L-1) no sítio Jacarequara, a 30 cm de profundidade foram respectivamente +201 mV, 427 µs e 13 mg L-1 e, na área adjacente a este sítio, na mesma profundidade os maiores valores foram +128 mV, 72 µs e 23 mg L-1 para os mesmos parâmetros. No sítio Jabuti e sua ADJ, a 30 cm de profundidade, os valores máximos respectivos das áreas foram Eh igual a +108 mV e +96 mV; condutividade 138,87 µs e 59,85 µs e carbono orgânico dissolvido 12 mg L-1 e 21,08 mg L-1. Comparando-se as áreas de TPA e suas respectivas ADJ, os dados de Eh e carbono orgânico dissolvido remetem a componentes mais estáveis nas soluções de solo das áreas de TPA, devido aos valores mais oxidantes e as menores concentrações de carbono orgânico dissolvido, os resultados de condutividade, que é um indicador da concentração de íons, são mais elevados nas TPA reportando a maior disponibilidade de nutrientes. Em ambos os sítios, os solos apresentaram textura arenosa, tanto nas áreas de TPA quanto nas ADJ, sendo esta última mais arenosa. Nos solos do sítio Jacarequara e sua ADJ, no intervalo de 20 a 30 cm de profundidade, foram obtidos os seguintes valores, respectivamente: 119,82 g kg-1 e 20,34 g kg-1 para MOS; pHH2O igual a 6,8 e 4,9; 183 mg/dm3 e 5 mg/dm3 de P (disponível); 39 mg/dm3 e 29 mg/dm3 de K (trocável); 14,8 cmolc/dm3 e 0,7 cmolc/dm3 de Ca (trocável); 0,1 cmolc/dm3 e 1,7 cmolc/dm3 de Al (trocável), 181,26 µg g-1 e 88,74 µg g-1 de Cbm e 3,27 mg kg-1 e 1,91 mg kg-1 de Nbm. No solo do sítio Jabuti, os valores determinados foram: 83,66 g kg-1 de MOS, pHH2O igual a 4,4; 55 mg/dm3 de P (disponível); 59 mg/dm3 de K (trocável); 0,3 cmolc/dm3 de Ca (trocável); 4 cmolc/dm3 de Al (trocável); 92,56 µg g-1 de Cbm e 1,41 mg kg-1 de Nbm; na área adjacente a este sítio, os valores foram: 13,13 g kg-1 de MOS, pHH2O igual a 4,6; 4 mg/dm3 de P (disponível); 29 mg/dm3 de K (trocável); 0,3 cmolc/dm3 de Ca (trocável); 1 cmolc/dm3 de Al (trocável), 27,54µg g-1 de Cbm e 0,96 mg kg-1 de Nbm. Assim como em outros sítios arqueológicos com TPA, o Jacarequara e o Jabuti apresentaram valores significativamente mais elevados de nutrientes quando comparados às áreas circunvizinhas, com exceção do elemento Ca no Jabuti. Nos sítios, partículas carbonáceas foram investigadas, não apresentando resultados intrínsecos a carbono pirogênico. Nas áreas de TPA, os resultados obtidos a partir das análises dos solos, indicaram relação positiva entre biomassa microbiana, matéria orgânica e nutrientes, o que pode ser associado a melhor qualidade do solo nessas áreas quando comparadas as suas ADJ, condizendo com os dados evidenciados nas soluções de solo. Comparando-se os dois sítios, os resultados indicam que a MOS do sítio Jacarequara apresenta constituintes mais estáveis.
Acesso aberto (Open Access)
Mapeamento geoquímico da bacia do rio Itacaiúnas, Província Mineral de Carajás: Assinatura geoquímica dos blocos crustais e implicações para recursos minerais e meio ambiente
(Universidade Federal do Pará, 2020-10-26) SALOMÃO, Gabriel Negreiros; DALL'AGNOL, Roberto; http://lattes.cnpq.br/2158196443144675; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; https://orcid.org/0000-0002-3026-5523
Levantamentos geoquímicos multielementares (LGM) quando aliados a técnicas avançadas de processamento de dados e análises estatísticas robustas, constituem importantes ferramentas para o entendimento do meio físico. Sua aplicação na exploração mineral é consagrada e, nas últimas décadas, tem mostrado notável relevância para estudos ambientais ligados à gestão territorial sustentável, particularmente no estabelecimento de concentrações de background geoquímico. A definição de valores de background tem sido amplamente utilizada para contrapor argumentos a legislações e regulamentos, que estabelecem limites de concentração para elementos potencialmente tóxicos no meio ambiente, muitas vezes sem levar em conta a complexidade e heterogeneidade espaço-temporal de cada região. No Brasil, grande parte dos LGM foram, e continuam sendo executados pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), em diferentes partes do território nacional, porém são ainda escassos na região amazônica. O presente estudo está associado a um grande projeto de mapeamento geoquímico denominado Background Geoquímico da Bacia do Rio Itacaiúnas (BGI) executado pelo Instituto Tecnológico Vale (ITV). A bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas (BHRI) é particularmente relevante para estudos geoquímicos, pois ela está inserida na maior província mineral do Brasil, a Província Mineral de Carajás, e por não se saber como se dá a distribuição dos elementos nesta região e qual influência os grandes domínios geológicos exercem sobre ela. O objetivo desta pesquisa é investigar a assinatura geoquímica da BHRI e a influência dos seus grandes domínios geológicos na composição química dos sedimentos de corrente. Para atingir tal objetivo, foram construídos mapas geoquímicos, identificadas associações e processos geoquímicos em sedimentos de corrente, definidos a distribuição espacial e concentrações de background para os elementos analisados, levando em consideração as compartimentações geoquímicas e/ou geológicas da área de estudo. Buscando alcançar os objetivos mencionados, foram utilizados os dados geoquímicos de sedimentos de corrente do projeto BGI-ITV na totalidade da BHRI obtidos no ano de 2017, e de dois projetos da CPRM na porção centro-sul da BHRI com amostragem nos anos de 2011-2012. Estes projetos foram concebidos em diferentes escalas e densidade amostral, porém, as técnicas de amostragem e procedimentos analíticos são similares. As coletas de amostras de sedimentos de corrente foram realizadas em cursos d’água de sedimentação ativa, nos níveis superficiais de 0 a 10 cm de profundidade, e de preferência no meio do canal. A preparação das amostras incluiu etapas de secagem, desagregação, quarteamento e peneiramento. Aproximadamente 50 g da fração <0,177 mm foram enviadas um laboratório certificado para análises químicas. Em laboratório, as amostras foram submetidas à digestão com aqua regia sendo, em seguida, analisados 51 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Zn e Zr) via Espectrometria de Emissão Atômica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) e Espectrometria de Massa por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS). Os dados geoquímicos foram submetidos à análise estatística descritiva e a alguns testes estatísticos não-paramétricos. Foram gerados vários gráficos (boxplots, histogramas, probabilidade e dispersão) para os principais elementos químicos analisados. Utilizou-se técnicas estatísticas multivariadas (p. ex., matrizes de correlação, análise de agrupamento e análise fatorial) para investigar as principais associações multielementares existentes. Para determinação de valores de background geoquímico foram empregados métodos modernos amplamente utilizados na literatura especializada. As informações geoespaciais foram processadas e gerenciadas em um ambiente de sistemas de informações geográficas, onde diferentes técnicas cartográficas e de geoprocessamento foram utilizadas para gerar mapas de distribuição geoquímica. De modo geral, constatou-se que, na escala dos levantamentos geoquímicos conduzidos pelo ITV e pela CPRM, não há evidências conclusivas de contaminação relacionada à atividade humana, e sim fortíssimas evidências de uma marcante contribuição geológica na geoquímica dos sedimentos de corrente da BHRI. Utilizou-se metodologia consistente e replicável para identificar as principais associações multielementares e para a definição de compartimentos geoquímicos de superfície da BHRI. As associações geoquímicas identificadas são controladas pelos domínios geológicos, por litologias específicas em áreas restritas e/ou por fatores biogeoquímicos atuantes na área de estudo. A delimitação de compartimentos geoquímicos revelou forte similaridade com os domínios geológicos simplificados da bacia. Concentrações de background geoquímico foram determinadas para a totalidade da BHRI e para seus diferentes domínios geológicos. Dentre os métodos sugeridos para a determinação do background, a técnica mediana ± 2*Desvio Absoluto da Mediana mostrou os resultados mais consistentes e realistas. Além disso, considera-se indispensável definir valores de referência com base em compartimentos geoquímicos, ou, até mesmo, na configuração geológica local. Considerar valores de referência uniformes para uma vasta área é inadequado. Os valores de background determinados nesta pesquisa poderão auxiliar estudos de impactos ambientais, por meio do monitoramento de concentrações anômalas de elementos potencialmente tóxicos, que excedam as concentrações de background. Além de seu interesse científico, os resultados aqui apresentados podem ser úteis para auxiliar pesquisas locais de prospecção geoquímica e na formulação de políticas ambientais em território brasileiro.
Acesso aberto (Open Access)
Mapeamento geoquímico multielementar e valores de referência ambiental em um estuário tropical de macromaré: complexo estuarino São Marcos, Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2025-09-29) LEITE, Alessandro Sabá; SOUZA FILHO, Pedro Walfir Martins e; http://lattes.cnpq.br/3282736820907252; https://orcid.org/0000-0003-0252-808X; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; https://orcid.org/0000-0002-0134-0432; CORRÊA, José Augusto Martins; LICHT, Otávio Augusto Boni; CORDEIRO, Renato Campello; KUTTER, Vinicius Tavares; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568; http://lattes.cnpq.br/0615642445874455; http://lattes.cnpq.br/8964777078079065; http://lattes.cnpq.br/6652786694334612
A análise geoquímica em escala temporal, aplicada a ambientes estuarinos situados em zonas tropicais, torna-se particularmente eficaz quando associada a técnicas avançadas de processamento de dados e a modelos estatísticos robustos. Sua aplicação em sistemas de macromaré tem-se mostrado uma ferramenta relevante para estudos ambientais em estuários com infraestrutura portuária, principalmente para a diferenciação entre concentrações naturais e antropogênicas de elementos potencialmente tóxicos (EPT). A definição de valores de background, baseados em testemunhos sedimentares datados, é amplamente utilizada para compor um histórico geoquímico robusto e oferecer uma fonte de valores de referência de qualidade ambiental local para a atualização de normas que estabelecem valores limiares sem considerar a heterogeneidade regional. No Brasil, estudos geoquímicos em ambientes estuarinos tropicais são pontuais e recentes, especialmente na região costeira do Norte-Nordeste. O Complexo Estuarino São Marcos (CESM) tem relevância mundial por constituir um dos maiores sistemas estuarinos da costa atlântica sul-americana, caracterizado por regime de macromaré com amplitudes superiores a 7 metros e por abrigar o maior complexo portuário de embarque de carga, especialmente exportação de minérios, do Brasil. A presente pesquisa caracterizou geoquimicamente o CESM em duas estações climáticas distintas. O objetivo principal foi investigar a assinatura geoquímica sob condições hidrológicas distintas, estabelecer valores de background natural por meio da análise temporal integrada, a partir de testemunhos sedimentares coletados com amostrador russo e datados por Carbono-14, com idades anteriores à colonização do Brasil. Os métodos de aquisição de amostras de sedimentos envolveram a coleta de seis testemunhos sedimentares, ao longo dos quais foram coletadas 15 amostras, em intervalos de 10 cm, abrangendo um registro temporal de aproximadamente 1.700 anos calibrados para o estabelecimento de background geoquímico natural histórico. Além dos testemunhos, foram coletadas 549 amostras com uma draga do tipo “Gibbs”, em duas campanhas consecutivas, em 2020 (período de menor precipitação e baixa descarga fluvial) e em 2021 (maior precipitação e elevação da descarga), obtidas a partir de uma malha amostral previamente estabelecida, distribuídas espacialmente ao longo do canal estuarino e da plataforma continental interna adjacente. As amostras sedimentares passaram pelo processo de secagem, desagregação, quarteamento e peneiramento. Alíquotas com aproximadamente 20 g da fração < 0,177 mm foram digeridas em solução formada pelos ácidos clorídrico e nítrico (água régia) e analisadas para determinação da concentração de 53 elementos químicos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Rb, Re, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Yb, Zn e Zr) por ICP-OES e ICP-MS. A determinação de carbono orgânico total (COT) e enxofre total (ST) utilizou espectroscopia de infravermelho. Análises estatísticas descritivas, testes para determinação da normalidade da distribuição e, posteriormente, técnicas estatísticas multivariadas foram empregadas para identificar associações multielementares, com o uso de pacotes estatísticos do software RStudio. Para o cálculo e a determinação de valores limiares (baseline) e de background geoquímico natural, foram utilizados métodos referenciados para sedimentos de fundo e testemunhos sedimentares datados. Índices geoquímicos (Igeo, CF, ER, CD, PLI, RI) foram calculados ainda para a avaliação da qualidade sedimentar. As informações geoespaciais foram processadas em ambiente SIG, com o uso de algoritmos no software QGIS, para gerar mapas de distribuição geoquímica. Os resultados de background natural obtidos por meio de testemunhos sedimentares foram determinados conforme o ambiente deposicional e, de forma geral, são relativamente superiores às concentrações observadas nos sedimentos de fundo atuais, obtidas por métodos estatísticos, confirmando o empobrecimento atual do sistema. A análise estratigráfica dos testemunhos aponta uma sucessão de fácies sedimentares características de planícies de maré associadas a manguezais, planícies de maré lamosas, ambientes de maré mista e barras arenosas, evidenciando variações nos ambientes deposicionais ao longo do registro litológico. A evolução temporal revela duas fases distintas: préantropogênica (> 100 anos BP) e moderna (< 100 anos BP), com empobrecimento geoquímico progressivo, possivelmente relacionado a mudanças na dinâmica sedimentar e aos processos de diagênese. Os resultados das amostras de sedimentos de fundo mostraram a existência de cinco agrupamentos geoquímicos distintos. A assinatura primária Co-Ni-Cr-V (correlações > 0,90) reflete herança de minerais resistatos e/ou oxihidróxidos de Fe procedentes do continente, e mostrou-se temporalmente estável (< 5% de variação). A associação dos elementos calcófilos Cu-Zn-Co possivelmente foi mais sensível às condições com menor pH e maior complexação orgânica oriunda da elevação do aporte de água continental, aumentando a mobilização de Zn (+51,9%) e Cu (+18,5%). Os elementos Fe-Mn mostram comportamento estável, com forte correlação (0,92) e variabilidade de concentração semelhante, indicando associação em óxidos, como (Fe,Mn)OOH, que precipitam sob condições ambientais similares. A associação e a distribuição espacial do grupo Pb-Sn-Ba sugerem origem na mistura de fontes sedimentares continentais e marinhas. Os elementos Cd-As-Mo, com menor correlação (< 0,7), apresentaram variações distintas no período chuvoso, em que possivelmente o aumento da oferta de matéria orgânica favorece a remoção de As3+ por redução e formação de sulfetos, enquanto Cd é mobilizado pela elevação do pH. A distribuição espacial das concentrações químicas seguiu a hidrodinâmica estuarina, com acúmulo em zonas de menor energia. Apesar de elevações moderadas nos índices ambientais em 2021 (CD, PLI, RI), os valores permaneceram dentro dos limites de qualidade. A análise do background e da assinatura geoquímica dos sedimentos do CESM demonstra que o grupo de EPT Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sn, V, Zn e o Fe apresentam fatores de enriquecimento próximos a 1,0, enquanto As, Ba e Cd mostraram discreta elevação apenas em 2020. O resultado sugere empobrecimento ou estabilidade em relação aos níveis naturais. Essa condição diverge do padrão esperado para contaminação antropogênica, a qual tipicamente eleva as concentrações de EPT de forma acentuada, sobretudo os associados a atividades humanas presentes na bacia hidrográfica e no entorno do estuário. Isso indica que as mudanças no regime hidrológico local, e não a poluição, são os principais fatores que influenciam o equilíbrio geoquímico do CESM na escala de pesquisa realizada. Os resultados demonstraram assim que a área mantém qualidade ambiental próxima às condições naturais, com variações geoquímicas controladas principalmente por processos de transporte e deposição sedimentar. A metodologia desenvolvida, integrando análise temporal multielementar com o estabelecimento de background por meio de testemunhos datados, constituiu embasamento robusto para a caracterização geoquímica deste grande complexo estuarino tropical, bem como para a distinção entre variações naturais e antropogênicas.