Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia / Made available in DSpace on 2012-10-22T16:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-18T16:52:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4401230 bytes, checksum: 14b870bf8f7ec9162433ad5fc2720666 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-18T16:52:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4401230 bytes, checksum: 14b870bf8f7ec9162433ad5fc2720666 (MD5) Previous issue date: 2016-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A região semiárida brasileira ocupa aproximadamente 11, 5 % do território nacional. A baixa precipitação, má distribuição das chuvas com longos períodos de estiagem e temperaturas elevadas, são características que condicionam a formação de solos diferentes daqueles comumente encontrados em regiões tropicais quentes e úmidas do país. Em Minas Gerais o semiárido ocorre dominantemente no norte do estado e ocupa cerca de 17 % do território mineiro, apresentando grande diversidade de solos. A classe dos Luvissolos, por exemplo, é de pequena expressão geográfica e ocorre apenas no extremo nordeste de Minas Gerais, próximo à divisa com a Bahia. Embora mais estudados na região semiárida dos estados do nordeste, são raros os estudos que contemplam a caracterização química, física, mineralógica e micromorfológica de solos com argila de atividade alta ou baixa com horizonte B textural no semiárido de Minas Gerais. Dessa forma, o objetivo dessa pesquisa é estudar as características físicas, químicas, mineralógicas e micromorfológicas destes solos para melhor compreender a sua pedogênese, com destaque para Luvissolos e Argissolos do semiárido mineiro. Para tanto, foram selecionados, descritos, amostrados e analisados solos das classes: Luvissolos (3), Argissolos (2) e Chernossolo (1). Após a seleção e coleta dos solos, procedeu-se às análises para caraterização dos mesmos. Além do Na + , o Mg 2+ parece exercer influência na dispersão da argila, contribuindo para a formação da estrutura colunar que se desfaz em blocos angulares e subangulares dos solos estudados. Há nestes solos uma considerável reserva de nutrientes devido à presença marcante de minerais primários facilmente intemperizáveis como os plagioclásios, ortoclásio e biotita nas frações silte e areia fina, contribuindo para a eutrofia determinada em todos os solos estudados. As condições de drenagem moderada e baixa precipitação permitem a formação de minerais 2:1 (expansíveis ou não), o que é corroborado pelos valores de Ki destes solos (Ki > 2,2). Nos Argissolos e Luvissolos foi encontrada correlação significativa entre os teores de óxidos de Fe extraídos pelo ataque sulfúrico e alguns elementos- traço analisados pelo ataque total, reafirmando a afinidade geoquímica existente entre o Fe e alguns destes elementos. Não foi constatada cerosidade na descrição de campo dos solos com Bt e a análise micromorfológica também não indicou a ocorrência de cutãs de iluviação, indicando que a lessivagem não foi o processo principal na formação do Bt. A presença de cutãs de estresse sugerem que a elutriação e a formação de argila “in situ” explicam melhor a gênese do horizonte Bt nos solos estudados. / The Brazilian semiarid region occupies approximately 11, 5% of the national territory.Low and poor rainfall distribution with long periods of drought and high temperatures are characteristics that influence the soil formation which are different from those commonly found in warm and humid tropical regions.In the State of Minas Geraisthe semiarid occurs dominantly in the northern and occupies about 17 % of the territory, with great diversity of soils.The class of Alfisols, for example, has a small geographical expression and occurs only in the northeast of Minas Gerais, near the border with the state of Bahia. Although most studied in the semiarid region of northeastern states, few studies that consider the chemical, physical, mineralogical and micromorphological soil with high or low activity clay and textural B horizon in the semiarid region of Minas Gerais. Thus, the objective of this research is to study the physical, chemical, mineralogical and micromorphologicalfeatures these soils to better understand their pedogenesis, especially Alfisols and Ultisols of Minas Gerais semi-arid.To this end, were selected, described and sampled soils of the following classes: Alfisols, Ultisols and Mollisols.After selection and soil sampling, analysis for characterization were performed.In addition to Na + , the Mg 2+ it seems influences on clay dispersion, contributing to the formation of columnar structure breaks in angular blocks and subangular of soils studied. These soils have a considerable reserve of nutrientsdue to the strong presence of easily weatherable primary mineralsas plagioclase, orthoclase and biotitein silt and fine sand fractions, contributing to eutrophic feature observed in all soils. The conditions of moderate drainageand low rainfallpermit the formation of 2: 1 minerals (expandable or not), and it is corroborated by the high ki values of these soils (ki > 2.2).In Ultisolsand Alfisols significant correlation was foundbetween the iron oxide contentextracted by sulfuric acid attackand some trace elements analyzed by the total attack, reaffirming the geochemical affinity between Feand some of these elements. It was not found in the waxy soil field description with Bt and micromorphological analysis also did not indicate the occurrence of illuvial clay coatings, indicating that lessivagem was not the main process in the formation of Bt. The presence of stress-oriented clay suggest that elutriation and the formation of clay "in situ" better explain the genesis of the Bt horizon in the soils.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-20T14:04:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1952874 bytes, checksum: de1016c068f60e2c0b6cf7e594cfe986 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-20T14:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1952874 bytes, checksum: de1016c068f60e2c0b6cf7e594cfe986 (MD5) Previous issue date: 2001-04-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram estudados química, física, mineralógica e micromorfologicamente um Alissolo Crômico Argilúvico (P2) e outro solo (P1), o qual, mesmo apresentando características intermediárias entre Espodossolo e Cambissolo, ainda não tem uma classificação taxonômica bem definida. Os solos, anteriormente classificados como Podzólicos Bruno-Acinzentados, são desenvolvidos a partir de argilito (P1) e riodacito (P2), de ocorrência pouco expressiva em áreas planálticas (720 e 570 m de altitude, respectivamente) e de domínio subtropical do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Apresentam como características comuns no horizonte B: topo escurecido, textura muito argilosa, acidez e alicidade marcantes. O solo P2, além do gradiente textural, apresenta cerosidade forte e abundante, confirmada pela presença de argilãs de iluviação revelada na análise micromorfológica, e estrutura em blocos, caracterizando um horizonte B textural típico. Estas feições não foram observadas em P1, cuja estruturação, já desenvolvida em blocos subangulares, moderada, média e pequena, presença de relíctos de material de origem e ausência de cerosidade e, ou, cutãs de iluviação indicam enquadramento como Bi. Em ambos os casos, o escurecimento do B sugere características intermediárias para horizonte espódico, mesmo se tratando de solo argiloso. Os teores de ferro extraídos pelo oxalato e pirofosfato do P1 correlacionaram- se com os percentuais de carbono das frações AH +AF (r=0,786** e 0,825**, respectivamente) para todo o perfil, assim como os teores de alumínio oxalato e pirofosfato da camada escurecida (r=0,998** e 0,952**, respectivamente). Para o P2, somente o ferro oxalato e pirofosfato se correlacionaram com os teores de carbono das frações AH + AF (r=0.976** e r=0,806**, respectivamente), o que sugere também migração e precipitação de complexos organometálicos no horizonte B, caracterizando o processo de podzolização. A frações AH e AF diminuíram em profundidade, apresentando um incremento no B escurecido, sendo os AH sempre em quantidades superiores. Os solos são eletronegativos e com elevados teores de alumínio trocável, possivelmente resultante da desestabilização de minerais 2:1 em meio ácido e sua conseqüente solubilização. A mineralogia da argila do P1 revelou a presença de ilita, interestratificado da mica-vermiculita e quartzo. No P2, a caulinita é o principal argilomineral, seguida de vermiculita com hidroxi entrecamadas e quartzo. A micromorfologia indicou caráter polifásico da iluviação na camada escurecida, com orgãs em processo de destruição ou incorporação na matriz do solo, como pápulas. Por outro lado, há uma iluviação/xantização atual. Apesar de a pobreza química da matriz mineral dos solos favorecer a preservação dos horizontes escurecidos, que se encontram em processo de destruição, estes são substituídos por plasma de natureza iluvial, com pouca contribuição de matéria orgânica. Por apresentarem características de horizonte B câmbico (P1) e de B textural (P2), juntamente com as de material espódico e textura muito argilosa, o enquadramento taxonômico destes solos tornou-se difícil. / A cromic clayey Alisol (P2) and another soil (P1), which is not found in the actual Brazilian classification system but with intermediate characteristic between Spodosol and Entisol, were chemical, physical, mineralogical and micromorphological studied. The soils, in the past, were denominated as 'Brown-Gray Podzolic’. They are developed from argillite (P1) and riodacite (P2) materials, presenting few profiles in the planaltic areas (720 and 570 m of altitude, respectively) of subtropical domain in Rio Grande do Sul and Santa Catarina. These soils have some common characteristics: dark colors at the top of B horizon, clayey texture, high acidity and high Al 3+ content. The P2 soil, beyond the textural gradient, presents strong and abundant clay skin, confirmed by the presence of illuviated argilans reveled by the micromorphological analysis, and block structure, characterizing a typical argillic B horizon. These aspects were not observed in P1, but the developed subangular block peds, mild, intermediate and small, presence of primary material and lack of clay skins suggest a better placement as cambic B horizon. In both soils, the darkness of B suggests intermediate characteristics to spodic horizon, even in clay soils. The content of iron extracted by oxalate and pyrophosphate in P1 is correlated to the percentage of carbon in the HA+ ixFA fractions (r = 0,786* and 0,825**, respectively) for all profiles, as well as the content of oxalate and pyrophosphate aluminum from the darkness layer (r = 0,998* and 0,952**, respectively). In P2 oxalate and pyrophosphate iron are only correlated to the percentage of carbon in the HA+ FA fractions (r = 0976** and r = 0,806**, respectively), suggesting migration and precipitation of organic-metal complexes in the B horizon, characterizing the podzolization process. The content of HA and FA fractions was reduced with depth, presenting an increase in the darkness B, being the content of HA always grater than the FA. The soils are electronegative and with high content of exchangeable aluminum, possibly due to the destabilization of 2:1 minerals in acid environment and its solubilization. The clay mineralogy of P1 shows presence of ilita, mica-vermiculite interestratificate and quartz. Kaolinite is the main clay mineral in P2, followed by vermiculite with hydroxide in the interlayers and quartz. The micromorphological study indicate an illuviation with polyphasic character in the darkness layer, with organs in process of disruption or incorporation in the soil matrix, with papules. On the other way, an actual illuviation is going on. Although the chemical poorness of the soils mineral matrix is giving support to the preservation of the darkness horizons, they are in process of disruption, being displaced by the plasma with illuvial nature, with small contribution of the organic matter. Due to the cambic and the argillic characteristics of the B horizon (P1) and (P2), respectively, with the spodic clayey material, it was difficult to find taxonomy class for these soils in the Brazilian soil classification system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196041.pdf: 2929247 bytes, checksum: 59c8037f1fd9603e5f57ac90d1bc004b (MD5) / A indústria petrolífera gera em praticamente todas as operações que realiza, desde a perfuração até a distribuição dos derivados, passando pelas etapas de produção, armazenamento, transporte e refino, resíduos oleosos de diversos tipos, cuja toxicidade associada, requer dos profissionais envolvidos no gerenciamento destes a busca de soluções seguras e eficazes. O estudo da tecnologia de Solidificação/Estabilização com materiais argilosos antes da disposição em aterros industriais fazem parte do objetivo e escopo deste trabalho. Foram considerados como material de experimentação os resíduos classificados como fundo de tanque, proveniente dos tanques de estocagem de petróleo cru. Na primeira fase do trabalho buscou-se identificar os elementos que conferiam periculosidade ao resíduo, a fim de subsidiar a escolha dos agentes solidificantes. Após esta etapa foram escolhidos dois tipos de materiais argilosos com características diferentes (solo argiloso e bentonita), no intuito de observar diferenças na capacidade de adsorção e identificar os fatores interferentes. Na segunda fase do trabalho, várias razões de misturas entre o resíduo e os materiais argilosos foram realizadas e após submetidas ao ensaio de lixiviação preconizado pela NBR 10.005 da ABNT, a fim de verificar a capacidade de adsorção de compostos orgânicos, mais precisamente óleos e graxas, pelos materiais argilosos. A capacidade de retenção de óleos e graxas nos produtos solidificados com argila natural e cal também foi avaliada. Os resultados indicaram que as argilas devido às suas propriedades adsortivas, reduziram substancialmente os teores de óleos e graxas nos extratos lixiviados, no entanto nas misturas com adição de cal, os resultados não foram promissores. A terceira fase do trabalho consistiu em avaliar os reais potenciais de lixiviação de elementos orgânicos e inorgânicos do produto solidificado na proporção de 40% de resíduo para 60% de solo argiloso. Utilizou-se neste estudo uma célula de aterro, em escala de laboratório, e simularam-se condições críticas de precipitação (215 mm/mês). Os resultados indicaram que os hidrocarbonetos detectados na massa de resíduo solidificado fixaram-se bem na matriz argilosa, e os óleos e graxas tiveram percentual de retenção superior a 99%.

A tese de doutoramento apresenta uma pesquisa que teve como objetivo principal estudar a resposta IP gerada pela contaminação de solos argilosos por compostos orgânicos e inorgânicos. Ensaios de campo e laboratório foram realizados para investigar a sensibilidade do método IP à mudanças na propriedades petrofísicas provocadas pela contaminação. Um experimento controlado investigou o efeito IP gerado em amostras coletadas em torno de um aterro de resíduos urbanos, saturadas por diferentes concentrações de chorume, coletado no próprio local. Os resultados mostram um aumento do efeito IP em amostras ricas em CaCO3, observado mesmo para altas concentrações de chorume. Um segundo experimento controlado investigou o efeito do teor e tipo de argila e da salinidade na resposta IP. Misturas de esferas de vidro e diferentes teores de caulinita e montmorilonita foram saturadas por soluções de diferentes concentrações de NaCl. Os resultados obtidos mostram que o efeito da concentração de sais na resposta IP depende do teor de tipo de argila, sendo esse último dominante em relação ao efeito da salinidade. A concentração de sais e o teor de argila atuam de forma acoplada, intensificando o efeito IP. Em um terceiro experimento, a sensibilidade da resposta IP a presença de tolueno foi investigada. Misturas de areia e montmorilonita foram artificialmente contaminadas por diferentes concentrações de tolueno. Os resultados desse experimento mostram que o efeito desse contaminante na resposta IP é pequeno. Ainda assim, foi possível observar uma dependência da resposta IP com a concentração de tolueno que muda com o tempo, provavelmente devido a mudanças interfaciais químicas após a adição de tolueno. Com o objetivo de estudar o efeito da biodegradação do tolueno em solos argilosos na resposta IP gerada, duas colunas compostas de uma mistura de areia e caulinita, artificialmente contaminadas por tolueno, foram preparadas. Um fluxo de água subterrânea coletada em uma área contaminada foi estabelecido em uma das colunas (ativa), enquanto que uma solução de água deoneizada e NaCl foi estabelecido na outra (controle). A resposta IP das duas colunas foi monitorada por um período de quatro meses e nenhuma mudança na resposta elétrica das colunas que indicasse a ocorrência de biodegradação do tolueno foi observada. Os dados geoquímicos comprovam que não houve mudanças significativas durante o período do monitoramento, mesmo embora a presença de bactérias anaeróbicas vivas tenha sido verificada tanto na solução de entrada como na solução de saída da coluna ativa. Uma possível explicação para o tolueno não ter sido biodegradado de forma eficiente é a sua alta concentração na colunas. O último estudo realizado consiste na utilização do método IP para a investigação de uma área contaminada por BTEX (benzeno, tolueno, etil-benzeno e xileno). A contaminação ocorreu devido a derrames acidentais de quantidade não estimada de solventes no solo não impermeabilizado. O ensaio de campo revela uma zona de anomalia, caracterizada por baixas resistividade e cargabilidade e aumento da cargabilidade normalizada. Amostras de solo foram coletadas na área e tiveram suas propriedades elétricas medidas em laboratório. O contraste elétrico observado em campo não foi observado em laboratório, sugerindo que variações do teor de umidade podem estar contribuindo para a anomalia geofísica observada em campo. O teor de argila, bactérias totais e propriedades magnéticas foram medidas em diversas amostras coletadas na área. Os resultados dessas análises mostram que a distribuição do teor de argila não explica a anomalia observada. Entretanto, a população microbiana encontrada foi cinco ordens de magnitude maior na zona de anomalia. As propriedades magnéticas mostram que as amostras coletadas na zona da anomalia são mais ricas em magnetita. Os estudos realizados nessa pesquisa mostram que a resposta IP observada em estudos ambientais é afetada por propriedades petrofísicas como o teor de argila, teor de umidade, mineralogia e propriedades químicas do fluido dos poros. Entretanto a variação natural dessas propriedades também é esperada em ambientes dinâmicos. Consequentemente, isolar a contribuição de mudanças dessas propriedades devido a contaminação é uma tarefa complexa. / This PhD Thesis presents a research that aimed to study the IP response from soils contaminated by organic and inorganic compounds. Field surveys and laboratory experiments were conducted to investigate the sensibility of the IP method to changes in petrophysical properties due to contamination. A controlled experiment investigated the IP effect generated in soil samples collected around an urban waste disposal site, saturated by the leacheate generated at the site. The results show an IP effect increase on samples rich in CaCO3, observed even for high contaminant concentrations in the saturation solution. A second experiment investigated the effect of clay type and content and salinity on the IP response. Glass beads with varying concentration of kaolin and bentonite mixtures were synthesized and saturated by solutions with varying salt concentration. The results of this experiment show that the effect of salinity on the IP response depends upon clay type and content, being the clay effect dominant over the salinity effect. The effects of ionic concentration and clay content on the IP effect are coupled, enhancing the IP response. In a third experiment, the IP sensibility to toluene contamination is investigated. Sand and montmorillonite mixtures were artificially contaminated with varying toluene concentrations. The results show that the toluene effect on the IP response is small. Even though, there is an IP response dependency on toluene concentration that changes with time, probably due to interfacial chemical properties changes after the addition of toluene. With the purpose of studying the effect of toluene biodegradation on the IP response, two columns were packed with a sand and kaolinite mixture, artificially contaminated with toluene. A contaminated groundwater solution flux was established in one column (active), and a NaCl and deoneized water solution flux was established on the other column (control). The IP response from both columns was monitored for a period of four months. No significant changes in the electrical properties of these columns that could indicate toluene biodegradation was observed. Geochemical data confirmed that no significant changes occurred during the monitoring period, even though live anaerobic microorganisms were verified in the active column inflow and outflow. One possible explanation for the inefficiency in degrading toluene is its high concentration in the columns. The last study presented is a BTEX (benzene, toluene, ethyl benzene and xylene) contaminated area investigated with the IP method. The contamination events took place due to accidental spills directly into the soil, where the exact amount of contaminant disposed is unknown. The geophysical survey revealed an IP response anomaly, characterized by low resistivities and chargeabilities and normalized chargeability enhancement. Soil samples were collected at the site and its electrical properties were measured in the laboratory. The electrical contrast observed in the field was not observed in the laboratory, suggesting that moisture content could be contributing to the geophysical anomaly observed at the field. Clay content, total bacteria and magnetic properties were measured for some of the collected samples. The results show that the clay content distribution in the area does not explain the geophysical response observed. However, the microbial population was found to be over five orders of magnitude higher in the anomaly zone. Magnetic properties of the samples show that the anomaly zone is richer in magnetite. These studies show that the IP response observed in environmental studies is affected by petrophysical properties such as clay content, moisture content, mineralogy and pore fluid chemical properties. However, natural changes of these properties are also expected in dynamic environments. The isolation of the contribution of soil contamination to changes of these properties is a complex task.

A tese de doutoramento apresenta uma pesquisa que teve como objetivo principal estudar a resposta IP gerada pela contaminação de solos argilosos por compostos orgânicos e inorgânicos. Ensaios de campo e laboratório foram realizados para investigar a sensibilidade do método IP à mudanças na propriedades petrofísicas provocadas pela contaminação. Um experimento controlado investigou o efeito IP gerado em amostras coletadas em torno de um aterro de resíduos urbanos, saturadas por diferentes concentrações de chorume, coletado no próprio local. Os resultados mostram um aumento do efeito IP em amostras ricas em CaCO3, observado mesmo para altas concentrações de chorume. Um segundo experimento controlado investigou o efeito do teor e tipo de argila e da salinidade na resposta IP. Misturas de esferas de vidro e diferentes teores de caulinita e montmorilonita foram saturadas por soluções de diferentes concentrações de NaCl. Os resultados obtidos mostram que o efeito da concentração de sais na resposta IP depende do teor de tipo de argila, sendo esse último dominante em relação ao efeito da salinidade. A concentração de sais e o teor de argila atuam de forma acoplada, intensificando o efeito IP. Em um terceiro experimento, a sensibilidade da resposta IP a presença de tolueno foi investigada. Misturas de areia e montmorilonita foram artificialmente contaminadas por diferentes concentrações de tolueno. Os resultados desse experimento mostram que o efeito desse contaminante na resposta IP é pequeno. Ainda assim, foi possível observar uma dependência da resposta IP com a concentração de tolueno que muda com o tempo, provavelmente devido a mudanças interfaciais químicas após a adição de tolueno. Com o objetivo de estudar o efeito da biodegradação do tolueno em solos argilosos na resposta IP gerada, duas colunas compostas de uma mistura de areia e caulinita, artificialmente contaminadas por tolueno, foram preparadas. Um fluxo de água subterrânea coletada em uma área contaminada foi estabelecido em uma das colunas (ativa), enquanto que uma solução de água deoneizada e NaCl foi estabelecido na outra (controle). A resposta IP das duas colunas foi monitorada por um período de quatro meses e nenhuma mudança na resposta elétrica das colunas que indicasse a ocorrência de biodegradação do tolueno foi observada. Os dados geoquímicos comprovam que não houve mudanças significativas durante o período do monitoramento, mesmo embora a presença de bactérias anaeróbicas vivas tenha sido verificada tanto na solução de entrada como na solução de saída da coluna ativa. Uma possível explicação para o tolueno não ter sido biodegradado de forma eficiente é a sua alta concentração na colunas. O último estudo realizado consiste na utilização do método IP para a investigação de uma área contaminada por BTEX (benzeno, tolueno, etil-benzeno e xileno). A contaminação ocorreu devido a derrames acidentais de quantidade não estimada de solventes no solo não impermeabilizado. O ensaio de campo revela uma zona de anomalia, caracterizada por baixas resistividade e cargabilidade e aumento da cargabilidade normalizada. Amostras de solo foram coletadas na área e tiveram suas propriedades elétricas medidas em laboratório. O contraste elétrico observado em campo não foi observado em laboratório, sugerindo que variações do teor de umidade podem estar contribuindo para a anomalia geofísica observada em campo. O teor de argila, bactérias totais e propriedades magnéticas foram medidas em diversas amostras coletadas na área. Os resultados dessas análises mostram que a distribuição do teor de argila não explica a anomalia observada. Entretanto, a população microbiana encontrada foi cinco ordens de magnitude maior na zona de anomalia. As propriedades magnéticas mostram que as amostras coletadas na zona da anomalia são mais ricas em magnetita. Os estudos realizados nessa pesquisa mostram que a resposta IP observada em estudos ambientais é afetada por propriedades petrofísicas como o teor de argila, teor de umidade, mineralogia e propriedades químicas do fluido dos poros. Entretanto a variação natural dessas propriedades também é esperada em ambientes dinâmicos. Consequentemente, isolar a contribuição de mudanças dessas propriedades devido a contaminação é uma tarefa complexa. / This PhD Thesis presents a research that aimed to study the IP response from soils contaminated by organic and inorganic compounds. Field surveys and laboratory experiments were conducted to investigate the sensibility of the IP method to changes in petrophysical properties due to contamination. A controlled experiment investigated the IP effect generated in soil samples collected around an urban waste disposal site, saturated by the leacheate generated at the site. The results show an IP effect increase on samples rich in CaCO3, observed even for high contaminant concentrations in the saturation solution. A second experiment investigated the effect of clay type and content and salinity on the IP response. Glass beads with varying concentration of kaolin and bentonite mixtures were synthesized and saturated by solutions with varying salt concentration. The results of this experiment show that the effect of salinity on the IP response depends upon clay type and content, being the clay effect dominant over the salinity effect. The effects of ionic concentration and clay content on the IP effect are coupled, enhancing the IP response. In a third experiment, the IP sensibility to toluene contamination is investigated. Sand and montmorillonite mixtures were artificially contaminated with varying toluene concentrations. The results show that the toluene effect on the IP response is small. Even though, there is an IP response dependency on toluene concentration that changes with time, probably due to interfacial chemical properties changes after the addition of toluene. With the purpose of studying the effect of toluene biodegradation on the IP response, two columns were packed with a sand and kaolinite mixture, artificially contaminated with toluene. A contaminated groundwater solution flux was established in one column (active), and a NaCl and deoneized water solution flux was established on the other column (control). The IP response from both columns was monitored for a period of four months. No significant changes in the electrical properties of these columns that could indicate toluene biodegradation was observed. Geochemical data confirmed that no significant changes occurred during the monitoring period, even though live anaerobic microorganisms were verified in the active column inflow and outflow. One possible explanation for the inefficiency in degrading toluene is its high concentration in the columns. The last study presented is a BTEX (benzene, toluene, ethyl benzene and xylene) contaminated area investigated with the IP method. The contamination events took place due to accidental spills directly into the soil, where the exact amount of contaminant disposed is unknown. The geophysical survey revealed an IP response anomaly, characterized by low resistivities and chargeabilities and normalized chargeability enhancement. Soil samples were collected at the site and its electrical properties were measured in the laboratory. The electrical contrast observed in the field was not observed in the laboratory, suggesting that moisture content could be contributing to the geophysical anomaly observed at the field. Clay content, total bacteria and magnetic properties were measured for some of the collected samples. The results show that the clay content distribution in the area does not explain the geophysical response observed. However, the microbial population was found to be over five orders of magnitude higher in the anomaly zone. Magnetic properties of the samples show that the anomaly zone is richer in magnetite. These studies show that the IP response observed in environmental studies is affected by petrophysical properties such as clay content, moisture content, mineralogy and pore fluid chemical properties. However, natural changes of these properties are also expected in dynamic environments. The isolation of the contribution of soil contamination to changes of these properties is a complex task.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Viana da Fonseca

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-03-31T21:11:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Silvia Gomes Fernandes Polido Lemos.pdf: 10839410 bytes, checksum: 7259030658e0a652229da5af9eebf80e (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-04-07T19:06:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Silvia Gomes Fernandes Polido Lemos.pdf: 10839410 bytes, checksum: 7259030658e0a652229da5af9eebf80e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-07T19:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Silvia Gomes Fernandes Polido Lemos.pdf: 10839410 bytes, checksum: 7259030658e0a652229da5af9eebf80e (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / A variabilidade natural dos solos torna complexo o conhecimento de suas propriedades na elaboração de projetos geotécnicos, sendo a determinação da resistência ao cisalhamento não drenada um parâmetro importante nas análises de estabilidade de solos moles. Os ensaios de laboratório de cone e palheta, não convencionais, os ensaios de campo de palheta e piezocone e os ensaios de compressão simples e triaxial não adensado e não drenado foram utilizados para mensurar a resistência não drenada de uma camada de argila marinha mole localizada na planície costeira central brasileira. Os ensaios de laboratório foram realizados em amostras indeformadas coletadas com amostradores de pistão estacionário em vertical próxima à realização dos ensaios de campo. O sítio foi investigado preliminarmente por sondagens de simples reconhecimento, sendo apresentado o perfil estratigráfico por meio de modelagem computacional. Foram também realizados ensaios para caracterização física (análise granulométrica, teor de umidade, limites de liquidez e plasticidade, densidade real dos grãos) e mineralógica (difração de raios X), e ensaios de adensamento para obtenção do histórico de tensões e classificação de qualidade das amostras indeformadas. Os valores de resistência não drenada obtidos pelos ensaios de laboratório foram comparados ao perfil contínuo de resistência determinado empiricamente pelo ensaio de piezocone, com fator de cone Nkt calibrado pelo ensaio de palheta de campo, apresentando boa concordância, com a variabilidade natural do solo influenciando de forma preponderante a qualidade das amostras na variação entre os resultados. Os valores de resistência obtidos pelos ensaios de laboratório de cone e palheta foram comparados entre si, apresentando boa compatibilidade. Ambos, quando comparados ao ensaio de palheta de campo, não apresentaram boa concordância. Os resultados de resistência obtidos pelos ensaios de compressão simples e triaxial apresentaram boa compatibilidade com os resultados do ensaio de laboratório de cone, o que não ocorreu com os resultados do ensaio de laboratório de palheta. Na comparação entre a resistência normalizada pela tensão de sobreadensamento obtida pelos diversos métodos e algumas correlações empíricas da literatura internacional, foi observado para as amostras de solo com índice de plasticidade superior a 60% boa concordância com as correlações de Mesri (1975) e Jamiolkowski et al (1985). Os ensaios não convencionais apresentaram boa confiabilidade, que aliado a simplicidade e agilidade de execução, justificam a difusão destes na prática da investigação geotécnica brasileira como método alternativo para complementar e dar suporte às estimativas de resistência não drenada de solos moles. / When planning a geotechnical engineering project, it is crucial to know the properties of the soil at the site; this requirement is a complex element of determining the parameters of a geotechnical project because of the the natural variability of the subsoil and the measurement of undrained shear strength is an important parameter for stability analyzes in soft soils. The fall cone test and laboratory vane test, unconventionals, the piezocone and vane tests, in situ, and the unconfined compression test and the unconsolidated undrained triaxial compression test, in laboratory, were used to measure the undrained shear strength of a layer of marine soft clay situated in the Brazilian central coastal plain. Laboratory tests were carried out in undisturbed samples collected with the stationary piston sampler in a vertical near of the field tests. The site was targeted for a campaign of standard penetration tests, with the stratigraphic profile shown through computational modeling. Were also carried out characterization tests (grain-size distribution, density of the grains, moisture content, liquidity and plasticity limits), the identification of the clay minerals using the X-ray diffraction technique and the oedometer consolidation test to obtain the stress history and for evaluating the undisturbed sample quality. The undrained strength values obtained by laboratory tests were compared to the continuous strength profile determined empirically from the piezocone, with the cone factor Nkt calibrated using the field vane test. The results presented good agreement, with the natural variability of the soil prevalent over the quality of the samples in causing the variations observed in the results. The undrained strength values obtained from fall cone and laboratory vane tests were compared, showing good compatibility. Both when compared to field vane test did not show good agreement. The undrained strength values obtained from unconfined compression test and triaxial compression test showed good compatibility with the results of fall cone test, which did not occur with the results of laboratory vane test. The values of the strength normalised with respect to the overconsolidation stress obtained using the various test methods were compared with some empirical correlations reported in the international literature, and agreement was observed with the correlations of Mesri (1975) and Jamiolkowski et al (1985) for clays samples with plasticity index greater than 60%. The unconventional tests showed good reliability, which combined the simplicity and speed of execution, justify the dissemination of these tests in Brazilian geotechnical investigation as an alternative method to complement and support the estimates of undrained shear strength of soft soils.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-22. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:46:51Z : No. of bitstreams: 1 000829142.pdf: 545936 bytes, checksum: 8445029d31c7d5b839978c68eea25bd2 (MD5) / A adubação de implantação florestal pode favorecer o crescimento inicial e o estabelecimento das árvores em um reflorestamento. Corymbia citriodora é uma das espécies madeiráveis mais plantadas no Brasil para diversos fins comerciais. Foram conduzidos experimentos em condições de campo com objetivo de verificar os efeitos de doses de fósforo e potássio no crescimento, concentração dos nutrientes nas folhas e produção de biomassa de madeira de C. citriodora na fase de implantação. No experimento de fósforo foram aplicados 0, 10, 20, 30, 40 e 50 kg ha-1 de P2O5 no plantio e no experimento de potássio foram aplicados 0, 30, 60, 90, 120 e 150 kg ha-1 de K2O em três etapas, plantio, 3 e 6 meses de idade. Os experimentos foram realizados em Argissolo Vermelho Amarelo textura arenosa. As mudas foram plantadas no espaçamento de 3 x 2 m e o delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com seis tratamentos e quatro repetições. Os resultados indicam que, após um ano da implantação, a aplicação de 30 kg ha-1 de P2O5 promoveu o maior crescimento das plantas e a maior produção de biomassa de madeira, possibilitando um incremento de 65% na produção de madeira em relação ao tratamento controle. No experimento de potássio, a aplicação de 90 kg ha-1 de K2O resultou em incremento de 75% na produção de madeira no primeiro ano / The forest fertilization at implementation can promote early growth and the establishment of trees in a reforestation. Corymbia citriodora is one of the most timber species planted in Brazil for several commercial purposes. Experiments were conducted under field conditions in order to verify the effects of phosphorus and potassium on growth, nutrient concentration of leaves, and production of C. citriodora wood biomass at the implementation phase. At the phosphorus experiment 0, 10, 20, 30, 40, and 50 kg ha-1 of P2O5 were applied at planting and at the potassium experiment 0, 30, 60, 90, 120, and 150 kg ha-1 of K2O were applied in three times: planting, 3 and 6 months of age. The experiments were performed in Argissolo Vermelho Amarelo (Ultisol). The seedlings were planted in 3 x 2 m spacing. The experimental design was the randomized block, with six treatments and four replications. The results indicated that after a year of implementation, the application of 30 kg ha-1 of P2O5 promoted greater plant growth and it increased the wood biomass production, allowing a wood increase of 65% when compared to the control. In the potassium experiment, the application of 90 kg ha-1 of K2O promoted an increase of 75% in wood production in the first year