Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-03-22T17:23:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Vitor_Schwenck_Brandão.pdf: 2774152 bytes, checksum: 79cd2d077eb69b03dbd7ab1385d92946 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-22T17:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Vitor_Schwenck_Brandão.pdf: 2774152 bytes, checksum: 79cd2d077eb69b03dbd7ab1385d92946 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / O conhecimento da geoquímica dos sedimentos em suspensão em uma bacia hidrográfica fornece informações sobre as fontes (litologia, tipo e uso do solo) e processos (intemperismo e erosão) que ocorrem nela. A bacia do rio Piabanha foi escolhida como objeto de estudo por ser uma das mais importantes sub-bacias da bacia do rio Paraíba do Sul, com relevância social e econômica para a região serrana do estado do Rio de Janeiro e também por sua litologia representar grande parte das rochas encontradas na região sudeste do Brasil. No presente trabalho, foi proposto o estudo da mineralogia e da geoquímica do material particulado em suspensão (MPS) da bacia do rio Piabanha-RJ, juntamente com possíveis áreas fontes da região, como unidades litológicas, tipo e uso do solo. Para isso foram coletadas 14 amostras de rocha representantes das litologias encontradas na bacia e 42 (21 no verão e 21 no inverno) de MPS em sub-bacias com áreas de contribuição que buscaram contemplar diferentes litologias da bacia. As análises mineralógicas foram feitas através de difração de raio X e lâminas petrográficas e as geoquímicas foram feitas através de fluorescência de raio X. Para auxiliar na discussão, foram usados métodos estatísticos multivariados com análise de componentes principais. Os resultados encontrados para a mineralogia, mostraram que os minerais que compõem o MPS são, o quartzo, a caulinita, a gibbsita, as micas e os feldspatos. A unidade Suíte Serra dos Órgãos, composta por rochas graníticas e gnaissicas, é a que mais influência o MPS na bacia, e tem uma mineralogia e geoquímica muito similar com as rochas da Suíte Cordeiro. As sub-bacias que drenam uma grande área de rochas do Grupo Andrelândia (metassedimentos) não apresentaram feldspatos na composição do material particulado em suspensão. A geoquímica mostrou que os principais óxidos presentes no MPS foram SiO2, Al2O3 e K2O sendo que o teor de Al2O3 é maior e o de SiO2 menor, se comparado com outras bacias brasileiras mostrando que possivelmente a bacia do rio Piabanha sofra forte ação do intemperismo e da erosão. Além disso, em regiões onde há uma malha urbana alta, como Petrópolis e Teresópolis, as concentrações de Fe2O3, P2O5, As2O3, Na2O, CaO, ZnO, CuO, Br são altas. / Knowledge of the geochemistry of suspended sediments in a river basin provides information on the sources (lithology, type and land use) and processes (weathering and erosion) that occur in it. The Piabanha watershed was chosen because it´s one of the most important sub-basins of the Paraíba do Sul river basin, with social and economic relevance to the mountainous region of the state of Rio de Janeiro. Also its lithology represent most of the rocks found in southeastern of Brazil. In this work, it has been proposed the study of mineralogy and geochemistry of suspended particulate matter (SPM) in the Piabanha watershed, RJ relating to possible sources such as lithological units, type of soil and land use. 14 rock samples representatives of lithologies found in the watershed were collected and 42 points in two diferents seasons (21 in summer and 21 in winter) in SPM (sub-basins) were choosen to represent the most important lithologies of the watershed. Mineralogical analyzes were done with X-ray diffraction and rock petrography. Geochemical analyzes were done with X ray fluorescence. Multivariate statistical methods with principal component analysis were performed to increase the discussion. The results showed that the main minerals from SPM are quartz, kaolinite, gibbsite, mica and feldspar. The Unit Suíte Serra dos Órgãos, composed of granitic and gneissic rocks, is the one that most influences the SPM of the basin. It has a very similar mineralogy and geochemistry to rocks from Suite Cordeiro. The sub-basins that drain a large area of rocks from Grupo Andrelândia (metasediments) showed no feldspars in its SPM composition. The geochemistry showed that the main oxides present in the SPM were SiO2, Al2O3 e K2O. Al2O3 content is higher and SiO2 content are lower when compared with other basins. This indicated that Piabanha watershed is possibly under strong weathering and erosion processes. In addition, in regions where there is a high urban area like Petropolis and Teresopolis, the Fe2O3, P2O5, As2O3, Na2O, CaO, ZnO, CuO, Br concentrations are high, indicating the most polluted areas and the anthropogenic effect.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-01T16:41:36Z No. of bitstreams: 1 Frederico Tavares de Mello.pdf: 5422439 bytes, checksum: 634673edb9b932bbd8d8316b51e4ce3d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T16:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frederico Tavares de Mello.pdf: 5422439 bytes, checksum: 634673edb9b932bbd8d8316b51e4ce3d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Os minerais pesados ocorrem em todos os depósitos arenosos e formam assembleias minerais altamente específicas, em função das fontes que alimentam os depósitos e dos processos intempéricos e erosivos aos quais foram submetidos. O estudo destes minerais é empregado em diversos campos da geologia, como na prospecção mineral, na sedimentologia e na petrografia. No presente trabalho se buscou caracterizar a assembleia de minerais pesados provenientes da Suíte Nova Friburgo (granitos pós-tectônicos), assim como a geoquímica dos concentrados destes minerais, e mapear o seu padrão de dispersão ao longo da bacia do Rio Piabanha, localizada na região serrana fluminense, no contexto geológico do Orógeno Ribeira. Foram coletadas 12 amostras de sedimento fluvial ao longo da bacia e foram analisados os concentrados de minerais pesados pertencentes às frações granulométricas areia fina e a areia muito fina. As análises mineralógicas foram feitas através de Difração de Raios-X (qualificação) e de contagem de grãos em lupa (quantificação), enquanto as análises químicas foram realizadas por Fluorescência de Raios-X. Em toda a bacia o zircão e a apatita se mostram mais concentrados na fração areia muito fina, assim como os elementos Zr, Y e Hf (associados ao zircão) e P e La (associados a apatita). Os resultados encontrados mostram que as assembleias provenientes dos granitos pós-tectônicos se distinguem por conter grandes concentrações de magnetita, além de possuir pequenas concentrações de piroxênio e monazita, os quais ocorrem somente associados ao Corpo Frades da Suíte Nova Friburgo. Quanto a geoquímica, os concentrados provenientes dos granitos pós-tectônicos se destacam por apresentarem altas concentrações de Fe2O3, de Cr e de Sr, este ultimo associado principalmente a apatita. A influência de sua assembleia nos concentrados de minerais pesados é restrita a até cerca de 15 quilômetros das áreas fontes. O principal fator limitante a isto é a entrada de novos sedimentos provenientes de outras fontes, contendo concentrações mais elevadas de zircão, ilmenita e anfibólio e encobrindo, portanto, as características mineralógicas e geoquímicas originais na foz da bacia / Heavy minerals occur in all sandy deposits and form highly specific mineral assemblages. These deposits are the result of both weathering and erosive processes of their geological sources. The study of these minerals is used in many fields of geology, like mineral prospection, sedimentology and petrography. This study aimed to distinguish the heavy mineral assemblage from Suíte Nova Friburgo (post-tectonic granites) in terms of its geochemistry and also map its dispersion pattern along the Piabanha watershed. Piabanha watershed is located in the mountainous region of Rio de Janeiro state and geologically associated to Ribeira Orogen. Twelve fluvial sediment samples were collected along this watershed. Two fractions of the heavy mineral concentrate were analyzed: the fine sand and the very fine sand. Mineralogy was determined by X-Ray Diffraction (qualitative) and grain counting (quantitative), and geochemistry by X-Ray Fluorescence. Along the whole watershed zircon and apatite are common in the very fine sand fraction. Zr, Y, Hf (associated to zircon) and P, La (associated to apatite) show the same behavior. The results show that the assemblage from the post-tectonic granites are distinguished by large magnetite concentration, besides small pyroxene and monazite concentrations, associated to Corpo Frades from Suíte Nova Friburgo. The geochemistry of the heavy mineral concentrate from these granites are distinguished by high concentrations of Fe2O3, Cr and Sr, the last one manly associated to apatite. The influence of the heavy minerals assemblage from the Nova Friburgo granites is restricted to about 15 kilometers from its source areas. The input of sediments (with more zircon, ilmenite and amphibole) from other geological sources hides the influence of the granites in the watershed outfall

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-07T13:54:23Z No. of bitstreams: 1 dissertação_Laura.pdf: 5408448 bytes, checksum: f3d1bfb2f5f04ffe5df9adae2d5c5946 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T13:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação_Laura.pdf: 5408448 bytes, checksum: f3d1bfb2f5f04ffe5df9adae2d5c5946 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O material particulado em suspensão (MPS) é formado principalmente por partículas originadas do intemperismo das rochas presentes na bacia, além de partículas orgânicas. O conhecimento acerca do MPS pode fornecer informações sobre proveniência, processos e influências antrópicas. Alterações na bacia de drenagem, como as relacionadas ao uso do solo e construções de barragens, influenciam principalmente na quantidade de material transportada, enquanto a urbanização sobretudo na qualidade. O presente trabalho buscou estabelecer a contribuição de MPS da bacia do rio Piabanha (RJ) para o rio Paraíba do Sul e caracterizá-la química e mineralogicamente, além de estabelecer diferenças temporais e espaciais na bacia, qualitativa e quantitativamente. Foram feitas sete coletas ao longo do ano de 2016, em três pontos da bacia, e as amostras tiveram seus valores de concentração, carga e fluxo de MPS calculados. Foram realizadas análises químicas por fluorescência de raios X e análises mineralógicas por difração de raios X, essas últimas acrescidas de quantificação pelo método de Rietveld. Os resultados encontrados indicaram variação sazonal na quantidade de sedimentos produzida (10‒1600 ton dia⁻¹ na foz) e também variação espacial, fruto principalmente das diferenças da cobertura e uso do solo ao longo da bacia. As barragens também se mostraram importantes na retenção de sedimentos. Os minerais encontrados no MPS foram caulinita, gibbsita, goethita, illita, feldspatos, quartzo, muscovita, anatásio e weddelita, sendo esta última mais presente na região urbanizada, funcionando como um traçador de influência antrópica. A caulinita foi o mineral mais representativo do MPS em todas as amostras (28‒55%), indicando um material significativamente intemperizado. As análises químicas mostraram predominância de SiO2 (35‒46%) e Al2O3 (25‒41%). Houve maior participação de P2O5 e Fe2O3 no período seco, relacionados direta ou indiretamente à influência antrópica na bacia, como lançamento de efluentes, contudo essa diferença sazonal foi vista principalmente nas áreas urbanizadas / The suspended particulate matter (SPM) is formed mainly by particles resulted from rock weathering, but also by organic ones. The knowledge of SPM is able to provide information about provenience, processes and anthropic influences. River basin alterations, like the ones related to land use and dam constructions, can change mainly the transported load’s quantity, while urbanization is related mostly to quality. The present study aimed to determine the SPM contribution from Piabanha river basin (RJ) to Paraiba do Sul river and characterize its mineralogy and chemistry, as well as set temporal and spatial variation, qualitatively and quantitatively. Samples were collected in three points of Piabanha basin, in seven different days of 2016, and concentration, load and flow values of SPM were calculated. The samples analysis included its chemistry (X-ray fluorescence) and mineralogy (X-ray diffraction), the last one with addition of quantification by Rietveld method. The results showed seasonal (10‒1600 ton day⁻¹ in the mouth) and spatial variation in sediments yield, due to differences in cover and land use along the basin. Dams also exposed their importance in sediments retention. Minerals found in SPM were kaolinite, gibbsite, goethite, illite, feldspars, quartz, muscovite, anathase and weddellite, with the last one more present in urban areas, working as a tracer of anthropic influence. Kaolinite was the most representative mineral of SPM in all samples (28‒55%), denoting a material associated to significant weathering. The chemical analysis showed SiO2 (35‒46%) and Al2O3 (25‒41%) predominance. P2O5 and Fe2O3 were higher in the dry period, related directly or indirectly to anthropic influence, like effluents release. However, this seasonal difference was observed mainly in urban areas.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-20T16:23:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_AmandaCristineSantosdaCosta (1).pdf: 3976192 bytes, checksum: 2af7ce18076b8c783880d3ac0c5acba5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-20T16:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_AmandaCristineSantosdaCosta (1).pdf: 3976192 bytes, checksum: 2af7ce18076b8c783880d3ac0c5acba5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / importante sistema de drenagem da Região Serrana do estado do Rio de Janeiro. É caracterizada por clima tropical de altitude úmido com pluviosidade média anual de 2300 mm e temperatura média anual de 19ºC. A geologia local é definida por granitos e gnaisses representativos da região sudeste brasileiro com domínio de quatro principais unidades litoestratigráficas: suíte Serra dos Órgãos (53%), complexo Rio Negro (14%), suíte Cordeiro (13%) e suíte Nova Friburgo (7%). A área é predominantemente florestada, porém há interferência antropogênica como atividades de agricultura, pastagem e ocupação urbana. Amostras de água foram coletadas em Fevereiro e Agosto de 2013 em 21 pontos selecionados de forma a contemplar as variações litológicas e de formas de uso do solo. Uma alíquota foi filtrada e acidificada para posterior análise de cátions e para a análise de ânions as amostras foram filtradas e congeladas. Os elementos Na+, Mg2+, Ca2+, K+, SiO2 foram analisados por ICP-OES, o elemento Al3+ por ICP-MS e PO4 3-, Cl- e SO4 2- por cromatografia iônica. Dados secundários foram levantados complementando as análises realizadas (litogeoquímica, concentração de compostos fosfatados e nitrogenados, parâmetros físico-químicos e composição da chuva). Uma análise estatística de agrupamentos separou as sub-bacias de acordo com as formas de uso do solo, mostrando forte influência sobre a qualidade das águas. Para a análise dos processos intempéricos foi selecionada uma sub-bacia de cabeceira situada em uma unidade de conservação cuja floresta encontra-se em seu clímax de maturidade, livre de influência antrópica direta. Foram reunidas informações de mineralogia essencial da subbacia, índices de saturação (PHREEQC), composição química da chuva e fluxo de elementos maiores para definir as principais reações de intemperismo atuantes e quantificar o processo de intemperismo. O plagioclásio foi identificado como principal mineral intemperizado, sendo consumido em uma taxa de 649 mol ha-1 ano-1 formando os minerais caulinita e gibbsita, e contribuindo com a liberação de no mínimo 818 e no máximo 1491 mol ha-1 ano-1 de silício no rio (valor medido). Para explicar todo este fluxo de silício medido, o solo deveria ser composto por 14% de caulinita e 86% de gibbsita em percentual relativo às duas fases minerais. Com relação à qualidade das águas superficiais foi proposta a razão Na:Si como uma alternativa simples e eficiente de avaliação da influência antrópica sob as condições de toda a bacia. Razões acima de 0,6 indicariam um ambiente afetado por atividade antrópica. Verificou-se uma boa correlação do proxy sugerido com outros compostos indicadores de poluição, com razão Na:Si mínima de 0,4 e máxima de 0,6 para pontos de cabeceira. Baixas razões de Na:Si, porém com concentrações mais elevadas de compostos nitrogenados e fosfatados foram associadas a áreas agrícolas. Para áreas onde é observada a influência de atividade antrópica urbana (esgotos domésticos), a razão apresentou valores elevados com máximo de 5,1. / The Piabanha basin is part of the Paraíba do Sul River system. It is an important drainage in the Rio de Janeiro mountainous region. It is characterized by humid altitude tropical climate with 2300mm of annual rainfall and 19ºC of average annual temperature. The local geology is defined by granites and gneisses representative of the Brazilian southeast region with the dominance of four main lithostratigraphic units: Serra dos Órgão suite (53%), Rio Negro complex (14%), Cordeiro suite (13%) and Nova Friburgo suite (7%). The area is mainly forested, however there are anthropogenic interference such as agricultural activities, pasture and urban area. Water samples were collected in February and August 2013 at 21 selected points. They were chosen to cover lithological variations and land use patterns. One aliquot was filtered and acidified for further cation analysis. Another sample aliquot was filtered and frozen to anion analysis. The elements Na+, Mg2+, Ca2+, K+, SiO2 . were analyzed by ICPOES the element Al3+ by ICP-MS and PO4 3-, Cl- and SO4 2- by ionic chromatography. Data from literature were collected (litogeochemistry, phosphate and nitrogen compounds concentration, physico-chemical parameters and rain composition). The statistical cluster analysis classified the sub-basins according to land use patterns, due to the strong influence on water quality. To the weathering processes analysis, a headwater sub-basin was selected. It is located in a conservation unit with a climax forest, free of direct anthropogenic influence. Information on this sub-basin’s essential mineralogy, saturation indexes, rain chemical composing and major elements flow were gathered so the main weathering reactions were defined in order to quantify the weathering process. The plagioclase was identified as the main weathered mineral, being consumed at a rate of 649 mol ha-1 year-1 forming the minerals kaolinite and gibbsite and contributing to the liberation of 818 at least and 1491 mols maximum ha-1 year-1 of silicon on the river (measured value). In order to explain all this measured silicon flow, the soil should be composed by 14% of kaolinite and 86% of gibbsite in percentage relative of the two mineral phases. Regarding the water quality, the Na:Si ratio was proposed as a simple and efficient way to evaluate the anthropogenic influence. Ratios above 0,6 would indicate an environment affected by anthropogenic influence. There was a good correlation of the suggested proxy with other pollutants indicator compounds, with a ratio of Na: Si minimum of 0,4 and maximum of 0,6 for headwater points. Low ratio values of Na:Si related with high concentration of N and P compounds are associated with agricultural areas because of the use of fertilizers. Areas with high urban anthropic activity showed the highest ratio values with a maximum value of 5,1.