Teses e Dissertações
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Teses e dissertações defendidas no contexto dos programas de pós graduação da Instituição.
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Item Minerais da fração argila de solos amazônicos e síntese de óxidos de alumínio: morfologia e cristalinidade(Universidade Federal de Viçosa, 2023-08-31) Gasparini, Arthur Stefanelli; Fontes, Maurício Paulo FerreiraA Amazônia é um importante bioma brasileiro, sendo considerada a maior e uma das mais biodiversas florestas tropicais do planeta. É também o mais extenso bioma deste país, ocupando quase metade de seu espaço territorial. Porém, apesar de sua importância, observa-se que ainda há grande necessidade de promover o avanço do conhecimento acerca dos solos amazônicos e suas inter-relações. Trabalhos recentes vêm mostrando que as gibbsitas de solos amazônicos apresentam características morfológicas e cristalinidade mais semelhantes àquelas de gibbsitas provenientes de depósitos geológicos, quando comparadas às gibbsitas de solos de outras regiões do Brasil. De forma semelhante, observa-se normalmente que as caulinitas dos solos amazônicos são mais cristalinas do que aquelas de outras regiões do Brasil. Informações sobre quais fatores levam à formação de caulinitas e gibbsitas mais cristalinas nessa região, entretanto, são relativamente escassas. Nesse contexto, objetivou-se com esse estudo avaliar a mineralogia e as características cristalográficas dos minerais mais comuns em solos amazônicos de terra firme, buscando-se estabelecer relações entre esses atributos com seu ambiente de formação. Foram avaliadas amostras dos horizontes A e B de 23 solos amazônicos bem desenvolvidos de terra firme, as quais foram caracterizadas do ponto de vista químico, físico e mineralógico. Observou-se, com os resultados obtidos, que as goethitas dos solos avaliados apresentaram teores elevados de alumínio estrutural, e a cristalinidade desse mineral foi melhor em goethitas mais substituídas por alumínio. As caulinitas e gibbsitas apresentaram melhor cristalinidade nos solos amazônicos, quando comparadas àquelas de solos de outras regiões do Brasil. A melhor cristalinidade da caulinita nesses solos pode estar relacionada à rápida ciclagem biogeoquímica de silício, favorecendo a permanência de caulinitas na forma de cristais grandes e de boa cristalinidade. Observa-se que a cristalinidade da caulinita é afetada também pelo material de origem dos solos, com caulinitas mais cristalinas sendo identificadas em solos derivados de rochas sedimentares. Solos derivados de rochas cristalinas, por outro lado, apresentaram caulinitas de pior cristalinidade, mas ainda melhor do que aquela de solos de outras regiões do Brasil. Além do estudo de minerais do solo, observa-se uma crescente necessidade de produção e caracterização de minerais sintéticos, particularmente, dos óxidos de alumínio. Além da importância desses materiais para aplicações industriais, o estudo de seus processos de síntese pode contribuir para melhorar o entendimento sobre a gênese de minerais de alumínio no solo. A síntese desses materiais foi conduzida priorizando a utilização de protocolos simples e de fácil execução. Buscou-se ainda produzir e caracterizar óxidos de alumínio sintéticos na presença de aditivos que representam componentes abundantes nos solos, além de testar a influência de ciclos de umedecimento e secagem sobre os materiais sintetizados. As metodologias de síntese utilizadas foram eficientes para a produção de nanocristais de bayerita de elevada cristalinidade, de forma rápida e simples. Variações na técnica utilizadas permitiram produzir ainda pseudoboehmita e γ-alumina sintéticas. As metodologias apresentadas, portanto, permitiram a síntese de três óxidos de alumínio puros, por meio de técnicas simples, rápidas e de fácil condução. Palavras-chave: Solos Amazônicos. Mineralogia de Solos. Caulinita. Gibbsita. Goethita. Minerais Sintéticos. Bayerita. Pseudoboehmita. Gama-Alumina.Item Sorption and stability of trace elements on aluminum-substituted iron oxides(Universidade Federal de Viçosa, 2023-04-27) Cardoso, Daniel Kroehling Rodrigues; Vasques, Isabela Cristina Filardi; http://lattes.cnpq.br/8557111524729137The trace elements arsenic (As), antimony (Sb), lead (Pb), and cadmium (Cd) are present in orogenic gold deposits positively correlated with gold. Others, such as the rare earth elements lanthanum (La) and ytterbium (Yb), do not present correlation with gold. The weathering of these rocks, intensified by mining activity, leads to a redistribution throughout the local drainage basin. Iron oxides precipitating from weathering products immobilize part of these elements. High contents of gold in secondary deposits attract artisanal mining (garimpo), which historically contaminates watercourses with mercury (Hg). In this study, iron oxides were precipitated from a solution containing As, Pb, Sb, Cd, La, Yb, and Hg in the presence and in the absence of aluminum (Al). The stability of the coprecipitates was evaluated through BCR and SBET extraction procedures. Most of the initial content of As, Pb, Yb, and Sb was coprecipitated with Fe-oxides in only two hours, while Cd and La persisted longer in solution. Aluminum isomorphic substitution in Fe-oxides favored La and Yb immobilization in the short- term, but favored As and Cd immobilization in the long-term. Goethite with Al substitution (Al-goethite) was the only phase identified in treatments with Al, and lepidocrocite precipitation was favored at high concentrations of trace elements. Arsenic and Cd were more stable coprecipitated with Al-goethite. On the other hand, La and Yb were more stable with Al- free-goethite or lepidocrocite. The extraction percentages of As, Cd and Sb from precipitates were lower than Pb, La and Yb, which might be related to higher incorporation of As, Cd and Sb into the oxides structure. The precipitates had high bioaccessible contents of As and, therefore, higher risk to oral exposure for children (HQ > 1). Mercury did not interfere with other elements sorption or stability, therefore the hypothesis that garimpo can remobilize other elements through desorption from Fe-oxides due to Hg introduction was not confirmed. The results were useful for enhancing comprehension of interactions between iron oxides and trace elements in natural systems, including aspects such as sorption mechanisms, stability, bioavailability, and toxicity. Keywords: Coprecipitation. Acid mine drainage. Garimpo. Arsenic. Goethite.Item Sorption and stability of trace elements on aluminum-substituted iron oxides(Universidade Federal de Viçosa, 2023-04-27) Cardoso, Daniel Kroehling Rodrigues; Vasques, Isabela Cristina Filardi; http://lattes.cnpq.br/8557111524729137The trace elements arsenic (As), antimony (Sb), lead (Pb), and cadmium (Cd) are present in orogenic gold deposits positively correlated with gold. Others, such as the rare earth elements lanthanum (La) and ytterbium (Yb), do not present correlation with gold. The weathering of these rocks, intensified by mining activity, leads to a redistribution throughout the local drainage basin. Iron oxides precipitating from weathering products immobilize part of these elements. High contents of gold in secondary deposits attract artisanal mining (garimpo), which historically contaminates watercourses with mercury (Hg). In this study, iron oxides were precipitated from a solution containing As, Pb, Sb, Cd, La, Yb, and Hg in the presence and in the absence of aluminum (Al). The stability of the coprecipitates was evaluated through BCR and SBET extraction procedures. Most of the initial content of As, Pb, Yb, and Sb was coprecipitated with Fe-oxides in only two hours, while Cd and La persisted longer in solution. Aluminum isomorphic substitution in Fe-oxides favored La and Yb immobilization in the short- term, but favored As and Cd immobilization in the long-term. Goethite with Al substitution (Al-goethite) was the only phase identified in treatments with Al, and lepidocrocite precipitation was favored at high concentrations of trace elements. Arsenic and Cd were more stable coprecipitated with Al-goethite. On the other hand, La and Yb were more stable with Al- free-goethite or lepidocrocite. The extraction percentages of As, Cd and Sb from precipitates were lower than Pb, La and Yb, which might be related to higher incorporation of As, Cd and Sb into the oxides structure. The precipitates had high bioaccessible contents of As and, therefore, higher risk to oral exposure for children (HQ > 1). Mercury did not interfere with other elements sorption or stability, therefore the hypothesis that garimpo can remobilize other elements through desorption from Fe-oxides due to Hg introduction was not confirmed. The results were useful for enhancing comprehension of interactions between iron oxides and trace elements in natural systems, including aspects such as sorption mechanisms, stability, bioavailability, and toxicity. Keywords: Coprecipitation. Acid mine drainage. Garimpo. Arsenic. Goethite.