CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os manguezais sÃo ecossistemas complexos e que possuem uma dinÃmica marcada pela interaÃÃo de diversos fatores, tanto biÃticos (vegetaÃÃo, macrobiota), quanto abiÃticos (temperatura, regime de chuvas, amplitude das marÃs). A interaÃÃo desses fatores influencia diretamente as condiÃÃes fÃsico-quÃmicas e biolÃgicas do meio, refletidas em parÃmetros como pH e Eh. Nas Ãreas de manguezais, condiÃÃes como o hidromorfismo fazem com que a forma preponderante de obtenÃÃo de energia seja a ReduÃÃo Bacteriana do Sulfato, que està diretamente relacionada com o ciclo do ferro desses locais. Diante disso, percebe-se a necessidade de mais estudos nesse ramo da CiÃncia do Solo, tendo em vista que os processos envolvidos nesses locais ainda sÃo pouco conhecidos, principalmente nos manguezais de Ãreas de clima semiÃrido. Sendo a regiÃo do estuÃrio do rio Acaraà â CE uma Ãrea inserida nesse contexto e com sazonalidade marcante, um estudo do solo e da Ãgua intersticial dessa Ãrea foi realizado com o objetivo de se avaliar o comportamento das espÃcies de ferro e enxofre, levando-se em consideraÃÃo parÃmetros tais como as variaÃÃes estacionais da regiÃo, profundidade e presenÃa ou nÃo da vegetaÃÃo, bem como a atividade microbiana. Para obtenÃÃo de um estudo detalhado desses solos, foram determinados pH, Eh, teor de matÃria orgÃnica, sulfato e cloreto na Ãgua intersticial, salinidade, extraÃÃo sequencial de ferro, bem como a respirometria em trÃs Ãreas do manguezal do rio Acaraà com predomÃnio de plantas do gÃnero Rhizophora e Avicennia, bem como em uma Ãrea nÃo vegetada. De uma forma geral, os dados obtidos mostram que os manguezais sÃo Ãreas levemente Ãcidas ou atà mesmo alcalinas, alÃm de serem ambientes fortemente redutores. Dentre as fraÃÃes de ferro analisadas, observa-se que suas concentraÃÃes variam entre as Ãreas, uma vez que as condiÃÃes fÃsico-quÃmicas predominantes nos pontos de amostragem escolhidos sÃo diferentes entre si. AlÃm disso, observou-se que a transiÃÃo do perÃodo chuvoso para o de estiagem promove um maior acÃmulo de sais no solo, evidenciado pelos aumentos das concentraÃÃes dos Ãons e dos valores de salinidade. Nesse contexto, o aumento da taxa de evapotranspiraÃÃo surge como fator determinante para mudanÃas nas condiÃÃes fÃsico-quÃmicas do meio, pois promove uma circulaÃÃo de ar no solo mais eficiente. Por fim, foi constatado que os parÃmetros analisados e a presenÃa da vegetaÃÃo local possuem uma relaÃÃo de interdependÃncia bastante significativa e desempenham um papel fundamental na dinÃmica do ecossistema. AlÃm disso, observou-se que a sazonalidade marcante da regiÃo e os fatores por ela governados contribuem de forma direta para a oxidaÃÃo de sulfetos, alterando a mineralogia e as caracterÃsticas fÃsico-quÃmicas das Ãguas intersticiais e solo desse manguezal. / Mangroves ecosystems are complex and have a dynamic marked by the interaction of several factors, both biotic (vegetation, macrobiotics), and abiotic (temperature, rainfall, tidal range). The interaction of these factors influences directly the physicalchemical and biological environment, reflected in parameters such as pH and Eh. In mangrove areas, as conditions hydromorphism cause the prevailing form of procurement of energy is the bacterial sulfate reduction, which is directly related to the iron cycle of these locations. Given this, we see the need for further studies in this branch of Soil Science, in view of the processes involved in these places are still poorly understood, especially in mangrove areas in semiarid climate. Since the estuary of the river Acaraà â CE an area within this context and with marked seasonality, a study of soil and pore water of this area was conducted with the aim of evaluating the behavior of iron and sulfur species, taking into account parameters such as seasonal variation in the region, depth and presence or absence of vegetation, and microbial activity. To obtain a detailed study of soils, soil pH, Eh, organic matter content, sulfate and chloride in pore water, salinity, sequential extraction of iron and respirometry were done in three areas of mangrove river Acaraà predominantly plant the genus Rhizophora and Avicennia, as well as a non-vegetated area. Overall, our data show that mangrove areas are slightly acidic or even alkaline environments and are strongly reducing. Among the fractions analyzed for iron, it is observed that their concentrations vary between areas, since the physicochemical conditions prevailing at the sampling points chosen are different. Furthermore, we observed that the transition from rainy to dry season promotes a greater accumulation of salts in the soil, as evidenced by increases in ion concentrations and salinity. In this context, the increased rate of evapotranspiration emerges as a determinant for changes in the physicochemical conditions of the medium, because it causes a movement of air in the soil more efficiently. Finally, we found that the parameters measured and the presence of local vegetation have an interdependent relationship and play a very significant role in ecosystem dynamics. Furthermore, we observed that the marked seasonality of the region and the factors which it ruled directly contribute to the oxidation of sulfides by changing the mineralogy and the physico-chemical properties of soil and interstitial waters of mangrove.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A extraÃÃo e beneficiamento de minerais metÃlicos geram grandes quantidades de rejeitos que se nÃo dispostos adequadamente, podem ser fontes de contaminaÃÃo e drenagem Ãcida; pelo contato de sulfetos com Ãgua e oxigÃnio; ocasionando diminuiÃÃo no pH e aumento na mobilidade dos metais no solo. O diagnÃstico do comportamento biogeoquÃmico de rejeitos pode fornecer informaÃÃes valiosas para que se possa dispor e controlar adequadamente os efeitos adversos causados por esse tipo de material, bem como subsidiar a adoÃÃo de medidas de controle e mitigaÃÃo mais eficientes. Esse estudo teve como objetivo geral, diagnosticar os impactos causados pela disposiÃÃo de rejeitos em uma mina de cobre (Cu) abandonada, bem como propor alternativas para mitigar os impactos e restaurar a qualidade ambiental do local, baseado na hipÃtese de que esses rejeitos podem contaminar o solo da regiÃo com os elementos traÃo presentes nos minerais, alÃm de gerar drenagem Ãcida, dada a presenÃa de sulfetos expostos Ãs condiÃÃes atmosfÃricas, impedindo a regeneraÃÃo natural do ecossistema. O capÃtulo 1 traz uma introduÃÃo ao tema, bem como uma revisÃo bibliogrÃfica sobre o assunto. O capÃtulo 2 faz um diagnÃstico geral da Ãrea, avaliando-se os teores de diversos elementos traÃo nos rejeitos, solos e plantas. No capÃtulo 3 foram aprofundados os estudos sobre o comportamento geoquÃmico dos rejeitos com foco na geraÃÃo de drenagem Ãcida, alÃm de um estudo detalhado do comportamento do Cu no solo, atravÃs da extraÃÃo sequencial. O capÃtulo 4 detalha os teores de metais nos tecidos vegetais das plantas, avalia a aptidÃo do uso dessas espÃcies para a fitoremediaÃÃo, bem como apresenta dados das alteraÃÃes que ocorrem na rizosfera. O capÃtulo 5 aprofunda-se nas alteraÃÃes que ocorrem na rizosfera das plantas e as consequÃncias na mobilidade e ecotoxicidade do Cu, via extraÃÃo sequencial, e por fim, o capÃtulo 6 apresenta um estudo experimental com a utilizaÃÃo de tecnosolos, para imobilizar o excesso de Cu lÃbil no solo. Os resultados indicam que o principal impacto à causado pelo excesso de Cu que ainda persiste nos rejeitos e que, por processos de oxidaÃÃo e dissoluÃÃo, translocam grandes quantidade do metal para o solo. A geraÃÃo de drenagem Ãcida foi descartada; dada a aÃÃo tamponante gerada pela dissoluÃÃo dos carbonatos, minimizando os efeitos negativos da oxidaÃÃo dos sulfetos. A extraÃÃo sequencial mostrou que o Cu no solo està associado principalmente aos carbonatos e Ãxidos de Fe amorfos. O ciclo geoquÃmico entre a dissoluÃÃo dos carbonatos e oxidaÃÃo dos sulfetos parece ser o principal mecanismo de liberaÃÃo e adsorÃÃo do Cu no solo. Jà as plantas estudadas, nÃo foram consideradas hiperacumuladoras, entretanto, foram observados elevados teores de metal em suas raÃzes, indicando que a estratÃgia de sobrevivÃncia dessas plantas consiste na imobilizaÃÃo do metal nas raÃzes/rizosfera. A extraÃÃo sequencial na rizosfera mostrou que a presenÃa das plantas altera as caracterÃsticas do solo sob sua influÃncia, e consequentemente o comportamento biogeoquÃmico do Cu. Jà os tecnosolos demostraram grande capacidade em imobilizar Cu. Os quatro tecnosolos elaborados imobilizaram mais de 85% do Cu, sendo a maior parte retida na fraÃÃo residual, que representa a fraÃÃo onde o cobre fica adsorvido mais fortemente, demostrando que os tecnosolos despontam como uma excelente alternativa na remediaÃÃo de solos contaminados por metais. / The extraction and processing of metallic minerals generate large amounts of waste which, if not disposed of properly, may be sources of contamination and acid mine drainage; by contact of sulphides with water and oxygen; causing a decrease in pH and an increase in the mobility of metals in the soil. The diagnosis of biogeochemical behaviour of wastes can provide valuable information to discard and control the adverse effects of this kind of material, as well to support the adoption of more efficient measures of control and mitigation. This study had as general objective diagnose the impacts of waste disposal in an abandoned copper mine (Cu), as well to propose alternatives to mitigate the impacts and restore the environmental quality of the site, based on the hypothesis that such wastes can contaminate the soil with trace elements contained in minerals, and generate acid mine drainage, given the presence of sulphides exposed to weather conditions, hindering the natural regeneration of the ecosystem. The Chapter 1 provides an introduction to the theme, as well as a literature review. Chapter 2 presents a general diagnosis from the area, assessing the levels of several trace elements in rock wastes, soils and native plant species. In chapter 3, a thorough study on the geochemical behaviour of wastes, with focus on the generation of acid drainage were done, plus a detailed study about Cu behaviour in soils, through a chemical sequential extraction. Chapter 4 details the content of metals in above-ground tissues from plants that naturally grow on the wastes, assess the ability of these plants to be used in phytoremediation and show data about the changes that occur in the rhizosphere. Chapter 5 provides through a comparative study by sequential extraction in the rhizosphere and bulk soils; details about the changes that occur in the rhizosphere of plants and their consequences for Cu mobility and ecotoxicity, and finally, the chapter 6 presents an experimental study with the use of technosols, as way to immobilize the excess of labile copper in soil solution. Based on the results, can be concluded that the major impact is caused by the excess of Cu which still persists in the waste rocks and, through oxidation and dissolution processes, translocate large amount of metal into soil. The acid mine drainage was discarded given the buffering action generated by dissolution of carbonates, minimizing the negative effects of the oxidation of sulphides. The sequential extraction showed that the Cu concentration in soil is associated mainly with carbonates and amorphous iron oxides. The geochemical cycle between the dissolution of carbonates and oxidation of sulphides appears to be the main control mechanism of release and adsorption of Cu in soil. Regarding the plants, was concluded that they cannot be considered as Cu hyperaccumulators, however, high levels of metal were observed in roots, indicating that the survival strategy of these plants consists in immobilize metal in roots/rhizosphere. The sequential extraction in the rhizosphere showed that the presence of plants alter various soil characteristics under its influence, and also the geochemical behaviour of Cu. The technosols showed great ability to immobilize Cu. The four technosols elaborated in this study can immobilize more than 85% of Cu in solution, with the largest portion retained in the residual fraction, where Cu is adsorbed strongly, demonstrating that technosols emerge as an excellent alternative to remediate soils contaminated by metals.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Os manguezais sÃo ecossistemas costeiros tropicais com elevada biodiversidade, composta por Ãrvores e arbustos com grande tolerÃncia as Ãguas salgadas ou salobras e por animais tÃpicos dessas regiÃes. Dentre os representantes da fauna, os caranguejos destacam-se tanto por seu grande nÃmero de espÃcies quanto por sua importÃncia ecolÃgica e econÃmica. Esses crustÃceos apresentam elevada densidade populacional e alta atividade de mobilizaÃÃo do solo, principalmente devido ao processo de formaÃÃo de tocas, as quais proporcionam a oxigenaÃÃo e drenagem do solo, alterando a dinÃmica dos minerais no perfil vertical do mesmo. Da mesma forma, alteraÃÃes temporais e variaÃÃes sazonais acentuadas do regime de chuva, como ocorrem na regiÃo do semi-Ãrido brasileiro, podem ocasionar oxidaÃÃo da pirita devido a substituiÃÃo de parte da Ãgua no solo por gÃs oxigÃnio durante a estaÃÃo seca, com conseqÃente aumento da liberaÃÃo das fraÃÃes de ferro a ela associada. Neste trabalho foi realizada a anÃlise dos padrÃes fÃsico-quÃmicos e das concentraÃÃes de ferro ativo e ferro pirÃtico em solos de manguezais sob aÃÃo do caranguejo UÃÃ (Ucides cordatus), comparando os valores encontrados entre os perÃodos chuvoso e seco, assim como entre esta Ãrea com uma outra com atividade da espÃcie de caranguejo Uca maracoani. Foram encontradas significativas variaÃÃes nas formas geoquÃmicas do Fe nos solos da Ãrea com U. cordadus entre as estaÃÃes seca e chuvosa, assim como quando comparada com a Ãrea com U. maracoani. Os resultados encontrados demonstram os efeitos distintos da variaÃÃo sazonal e de caranguejos sobre a biogeoquÃmica do Ferro em manguezais do semi-Ãrido brasileiro, ressaltando a necessidade de mais estudos nessas Ãreas afim de poder realizar futuramente comparaÃÃes / Mangroves are tropical coastal ecosystems with high biodiversity, consisting of trees and shrubs with high tolerance to salt, and animals typically residents of those regions. Among these, crabs demonstrate a great ecological and economic importance. These crustaceans have a high population density and high activity of soil mobilization, mainly due to the formation of burrows, which provide oxygenation and soil drainage, changing the dynamics of minerals in the vertical profile. Likewise, climate changes and seasonal marked variations of rainfall regime, as occurring in the semi-arid areas, can cause oxidation of pyrite due to replacement of the water in the soil for oxygen gas during the dry season, with a consequent increase in release fraction of iron associated with it. In our study, the analysis of physical-chemical standards and concentrations of active iron and pyritic iron in soils under the action of mangrove crab (Ucides cordatus), comparing the values found between the rainy and dry seasons, and between this area with another area under the activity of the crab specie Uca maracoani. We found significant variations in the geochemical forms of Fe in soils of the area with U. cordadus between the dry and rainy seasons, as well when it was compared to the area with U. maracoani. The results demonstrate the distinct effects of seasonal variation and representatives of the fauna on the biogeochemistry of iron in the mangroves of the semi-arid region, highlighting the need for further studies in these areas in order to make future comparisons